錯誤處理

在程序運行的過程中顾彰，如果發(fā)生了錯誤极阅，可以事先約定返回一個錯誤代碼，這樣涨享，就可以知道是否有錯筋搏，以及出錯的原因。在操作系統(tǒng)提供的調(diào)用中厕隧，返回錯誤碼非常常見奔脐。比如打開文件的函數(shù)open()，成功時返回文件描述符（就是一個整數(shù)）吁讨，出錯時返回-1髓迎。
用錯誤碼來表示是否出錯十分不便，因為函數(shù)本身應(yīng)該返回的正常結(jié)果和錯誤碼混在一起建丧，造成調(diào)用者必須用大量的代碼來判斷是否出錯.

try

一旦出錯排龄，還要一級一級上報，直到某個函數(shù)可以處理該錯誤（比如翎朱，給用戶輸出一個錯誤信息）橄维。
所以高級語言通常都內(nèi)置了一套try...except...finally...的錯誤處理機制，Python也不例外拴曲。
用一個例子來看看try的機制：

try:
    print('try...')
    r = 10 / 0
    print('result:', r)
except ZeroDivisionError as e:
    print('except:', e)
finally:
    print('finally...')
print('END')

當我們認為某些代碼可能會出錯時争舞，就可以用try來運行這段代碼，如果執(zhí)行出錯澈灼，則后續(xù)代碼不會繼續(xù)執(zhí)行竞川，而是直接跳轉(zhuǎn)至錯誤處理代碼，即except語句塊叁熔，執(zhí)行完except后委乌，如果有finally語句塊，則執(zhí)行finally語句塊者疤，至此福澡，執(zhí)行完畢。
上面的代碼在計算10 / 0時會產(chǎn)生一個除法運算錯誤：

try...
except: division by zero
finally...
END

從輸出可以看到驹马，當錯誤發(fā)生時革砸，后續(xù)語句print('result:', r)不會被執(zhí)行，except由于捕獲到ZeroDivisionError糯累，因此被執(zhí)行算利。最后，finally語句被執(zhí)行泳姐。然后效拭，程序繼續(xù)按照流程往下走。
此外胖秒，如果沒有錯誤發(fā)生缎患，可以在except語句塊后面加一個else，當沒有錯誤發(fā)生時阎肝，會自動執(zhí)行else語句:

try:
    print('try...')
    r = 10 / int('2')
    print('result:', r)
except ValueError as e:
    print('ValueError:', e)
except ZeroDivisionError as e:
    print('ZeroDivisionError:', e)
else:
    print('no error!')
finally:
    print('finally...')
print('END')

Python的錯誤其實也是class挤渔，所有的錯誤類型都繼承自BaseException，所以在使用except時需要注意的是风题，它不但捕獲該類型的錯誤判导，還把其子類也“一網(wǎng)打盡”:

try:
    foo()
except ValueError as e:
    print('ValueError')
except UnicodeError as e:
    print('UnicodeError')

第二個except永遠也捕獲不到UnicodeError，因為UnicodeError是ValueError的子類沛硅，如果有眼刃，也被第一個except給捕獲了。

調(diào)用棧

如果錯誤沒有被捕獲摇肌，它就會一直往上拋擂红，最后被Python解釋器捕獲，打印一個錯誤信息围小，然后程序退出昵骤。來看看err.py：

# err.py:
def foo(s):
    return 10 / int(s)

def bar(s):
    return foo(s) * 2

def main():
    bar('0')

main()
#執(zhí)行，結(jié)果如下
$ python3 err.py
Traceback (most recent call last):
  File "err.py", line 11, in <module>
    main()
  File "err.py", line 9, in main
    bar('0')
  File "err.py", line 6, in bar
    return foo(s) * 2
  File "err.py", line 3, in foo
    return 10 / int(s)
ZeroDivisionError: division by zero

出錯并不可怕吩抓，可怕的是不知道哪里出錯了涉茧。解讀錯誤信息是定位錯誤的關(guān)鍵。我們從上往下可以看到整個錯誤的調(diào)用函數(shù)鏈：

Traceback (most recent call last):#錯誤信息第1行,告訴我們這是錯誤的跟蹤信息疹娶。

第2~3行：

  File "err.py", line 11, in <module>
    main()

調(diào)用main()出錯了伴栓，在代碼文件err.py的第11行代碼，但原因是第9行：

  File "err.py", line 9, in main
    bar('0')

調(diào)用bar('0')出錯了雨饺，在代碼文件err.py的第9行代碼钳垮，但原因是第6行：

  File "err.py", line 6, in bar
    return foo(s) * 2

原因是return foo(s) * 2這個語句出錯了，但這還不是最終原因额港，繼續(xù)往下看：

  File "err.py", line 3, in foo
    return 10 / int(s)

原因是return 10 / int(s)這個語句出錯了饺窿，這是錯誤產(chǎn)生的源頭，因為下面打印了：

ZeroDivisionError: integer division or modulo by zero

根據(jù)錯誤類型ZeroDivisionError移斩，我們判斷肚医，int(s)本身并沒有出錯绢馍，但是int(s)返回0，在計算10 / 0時出錯肠套，至此舰涌，找到錯誤源頭。

記錄錯誤

如果不捕獲錯誤你稚，自然可以讓Python解釋器來打印出錯誤堆棧瓷耙，但程序也被結(jié)束了。既然我們能捕獲錯誤刁赖，就可以把錯誤堆棧打印出來搁痛，然后分析錯誤原因，同時宇弛，讓程序繼續(xù)執(zhí)行下去鸡典。
Python內(nèi)置的logging模塊可以非常容易地記錄錯誤信息：

# err_logging.py

import logging

def foo(s):
    return 10 / int(s)

def bar(s):
    return foo(s) * 2

def main():
    try:
        bar('0')
    except Exception as e:
        logging.exception(e)

main()
print('END')

同樣是出錯，但程序打印完錯誤信息后會繼續(xù)執(zhí)行涯肩，并正常退出：

$ python3 err_logging.py
ERROR:root:division by zero
Traceback (most recent call last):
  File "err_logging.py", line 13, in main
    bar('0')
  File "err_logging.py", line 9, in bar
    return foo(s) * 2
  File "err_logging.py", line 6, in foo
    return 10 / int(s)
ZeroDivisionError: division by zero
END

拋出錯誤

略

調(diào)試

程序能一次寫完并正常運行的概率很小轿钠，基本不超過1%姜贡×崦粒總會有各種各樣的bug需要修正。有的bug很簡單宾肺，看看錯誤信息就知道硫朦，有的bug很復(fù)雜贷腕，我們需要知道出錯時，哪些變量的值是正確的咬展，哪些變量的值是錯誤的泽裳，因此，需要一整套調(diào)試程序的手段來修復(fù)bug破婆。
第一種方法簡單直接粗暴有效涮总，就是用print()把可能有問題的變量打印出來看看：

def foo(s):
    n = int(s)
    print('>>> n = %d' % n)
    return 10 / n
def main():
    foo('0')
main()

執(zhí)行后在輸出中查找打印的變量值：

$ python err.py
>>> n = 0
Traceback (most recent call last):
  ...
ZeroDivisionError: integer division or modulo by zero

用print()最大的壞處是將來還得刪掉它，想想程序里到處都是print()祷舀，運行結(jié)果也會包含很多垃圾信息瀑梗。所以，我們又有第二種方法裳扯。

斷言

凡是用print()來輔助查看的地方抛丽，都可以用斷言（assert）來替代.

logging / pdb / pdb.set_trace() / IDE

單元測試

如果你聽說過“測試驅(qū)動開發(fā)”（TDD：Test-Driven Development），單元測試就不陌生饰豺。
單元測試是用來對一個模塊亿鲜、一個函數(shù)或者一個類來進行正確性檢驗的測試工作。
mydict.py代碼如下：

class Dict(dict):

    def __init__(self, **kw):
        super().__init__(**kw)

    def __getattr__(self, key):
        try:
            return self[key]
        except KeyError:
            raise AttributeError(r"'Dict' object has no attribute '%s'" % key)

    def __setattr__(self, key, value):
        self[key] = value

為了編寫單元測試冤吨，我們需要引入Python自帶的unittest模塊蒿柳，編寫mydict_test.py如下：

import unittest

from mydict import Dict

class TestDict(unittest.TestCase):

    def test_init(self):
        d = Dict(a=1, b='test')
        self.assertEqual(d.a, 1)
        self.assertEqual(d.b, 'test')
        self.assertTrue(isinstance(d, dict))

    def test_key(self):
        d = Dict()
        d['key'] = 'value'
        self.assertEqual(d.key, 'value')

    def test_attr(self):
        d = Dict()
        d.key = 'value'
        self.assertTrue('key' in d)
        self.assertEqual(d['key'], 'value')

    def test_keyerror(self):
        d = Dict()
        with self.assertRaises(KeyError):
            value = d['empty']

    def test_attrerror(self):
        d = Dict()
        with self.assertRaises(AttributeError):
            value = d.empty

編寫單元測試時饶套，我們需要編寫一個測試類，從unittest.TestCase繼承其馏。
以test開頭的方法就是測試方法凤跑，不以test開頭的方法不被認為是測試方法爆安，測試的時候不會被執(zhí)行叛复。
對每一類測試都需要編寫一個test_xxx()方法。由于unittest.TestCase提供了很多內(nèi)置的條件判斷扔仓，我們只需要調(diào)用這些方法就可以斷言輸出是否是我們所期望的褐奥。最常用的斷言就是assertEqual()：

self.assertEqual(abs(-1), 1) # 斷言函數(shù)返回的結(jié)果與1相等

運行單元測試

一旦編寫好單元測試，我們就可以運行單元測試翘簇。最簡單的運行方式是在mydict_test.py的最后加上兩行代碼：

if __name__ == '__main__':
    unittest.main()

這樣就可以把mydict_test.py當做正常的python腳本運行：

$ python mydict_test.py

setUp與tearDown

可以在單元測試中編寫兩個特殊的setUp()和tearDown()方法撬码。這兩個方法會分別在每調(diào)用一個測試方法的前后分別被執(zhí)行。
setUp()和tearDown()方法有什么用呢版保？設(shè)想你的測試需要啟動一個數(shù)據(jù)庫呜笑，這時，就可以在setUp()方法中連接數(shù)據(jù)庫彻犁，在tearDown()方法中關(guān)閉數(shù)據(jù)庫叫胁，這樣，不必在每個測試方法中重復(fù)相同的代碼：

class TestDict(unittest.TestCase):

    def setUp(self):
        print('setUp...')

    def tearDown(self):
        print('tearDown...')

可以再次運行測試看看每個測試方法調(diào)用前后是否會打印出setUp...和tearDown...汞幢。

# mydict2.py
class Dict(dict):
    '''
    Simple dict but also support access as x.y style.

    >>> d1 = Dict()
    >>> d1['x'] = 100
    >>> d1.x
    100
    >>> d1.y = 200
    >>> d1['y']
    200
    >>> d2 = Dict(a=1, b=2, c='3')
    >>> d2.c
    '3'
    >>> d2['empty']
    Traceback (most recent call last):
        ...
    KeyError: 'empty'
    >>> d2.empty
    Traceback (most recent call last):
        ...
    AttributeError: 'Dict' object has no attribute 'empty'
    '''
    def __init__(self, **kw):
        super(Dict, self).__init__(**kw)

    def __getattr__(self, key):
        try:
            return self[key]
        except KeyError:
            raise AttributeError(r"'Dict' object has no attribute '%s'" % key)

    def __setattr__(self, key, value):
        self[key] = value

if __name__=='__main__':
    import doctest
    doctest.testmod()

什么輸出也沒有驼鹅。這說明我們編寫的doctest運行都是正確的。