异常是什么

异常是可以修改程序控制流程的事件。

在 Python 中，异常可以被错误自动触发，也可以由你的代码手动触发。

我们将学习4种处理异常的语句，第一种有两种形式，最后一种是 Python 2.6 和 Python 3.0 中的可选扩展。

try/except：捕捉并恢复 Python 自动触发的或自己代码中的异常。

try/finally：无论异常是否发生，执行清理操作。

raise：手动触发一个异常。

with/as：在 Python 2.6 ，3.0 或更新的版本中实现上下文管理器。

try/except 语句

try:
    statements           # Run this main action first
except name1:       
  # Run if name1 is raised during try block
    statements
except (name2, name3):   
   # Run if any of these exceptions occur
    statements 
except name4 as var:     
     # Run if name4 is raised, assign instance raised to var 
    statements
except:                  # Run for all other exceptions raised
    statements
else:
    statements           # Run if no exception was raised during try block

list_of_numbers = [number for number in range(1, 100)]
print(list_of_numbers)

dictionary_of_numbers = {}
for number in list_of_numbers:
    dictionary_of_numbers[number**2] = number
    
try:
    index = list_of_numbers.index(2)
    value = dictionary_of_numbers[index]
except (ValueError, KeyError):
    print('Error Raised, but Controlled! ')
else: 
    # This executes ONLY if no exception is raised
    print('Getting number at position %d : %d' % (index, value))
finally:
    # Do cleanup operations
    print('Cleaning UP')

try/finally 语句

try/finally 是 try 语句的一种形式，finally 语句是 try 之后无论是否出现异常都要执行的语句。

try:
    statements # Run this action first 
finally:
    statements # Always run this code on the way out

with/as 上下文管理器

Python 2.6 和 3.0 引入了一个新的异常相关的语句-with 和可选的 as 子句。with语句允许开发者创建上下文管理器，上下文管理器就是允许你可以自动地开始和结束一些事情。例如，你可能想要打开一个文件，然后写入一些内容，最后再关闭文件。这就是上下文管理器中一个最经典的示例。事实上，当你利用with语句打开一个文件时，Python替你自动创建了一个上下文管理器。

上下文管理器简介

基本用法

with expression [as variable]: 
    with-block

经典用法

with open(r'C:\misc\data') as myfile: 
    for line in myfile:
        print(line)
    # ...more code here...

使用多个上下文管理器

with open('script1.py') as f1, open('script2.py') as f2: 
    for (linenum, (line1, line2)) in enumerate(zip(f1, f2)):
        if line1 != line2:
            print('%s\n%r\n%r' % (linenum, line1, line2))

工作原理

上下文管理器必须包含 __enter__ 和 __exit__ 方法。

__enter__ 方法被自动调用，如果存在 as 子句，返回值就被赋值给 as 后的变量，没有就直接丢弃。

嵌套在 with 语句下的代码被执行。

如果 with 语句中的代码抛出异常， __exit__(type, value, traceback) 方法就会被调用。参数值是和 sys.exc_info() （Python 内置函数）函数返回值相同的值。如果这个方法返回了一个 false 值，异常就会被重新抛出，否则异常终止。异常重新抛出是以常规方式抛出的，因此在 with 语句外捕获。

如果 with 语句里的代码块没有抛出异常，__exit__ 方法仍旧会被调用，但是参数会被置为 None。

异常用法

class TraceBlock:
    def message(self, arg):
        print('running ' + arg) 
        
    def __enter__(self):
        print('starting with block')
        return self
    
    def __exit__(self, exc_type, exc_value, exc_tb):
        if exc_type is None: 
            print('exited normally\n')
        else:
            print('raise an exception! ' + str(exc_type)) 
            return False # Propagate

with TraceBlock() as action: 
    action.message('test 1')
    print('reached')

with TraceBlock() as action: 
    action.message('test 2') 
    raise TypeError()
    print('not reached')

用户自定义异常

class AlreadyGotOne(Exception): 
    pass

def gail():
    raise AlreadyGotOne()

try:
    gail()
except AlreadyGotOne:
    print('got exception')

class Career(Exception):
    
    def __init__(self, job, *args, **kwargs):
        super(Career, self).__init__(*args, **kwargs)
        self._job = job
    
    def __str__(self): 
        return 'So I became a waiter of {}'.format(self._job)
    
raise Career('Engineer')