进阶：异常
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当你的程序出现例外情况时就会发生异常（Exception）。例如，当你想要读取一个文件时，而那个文件却不存在，怎么办？又或者你在程序执行时不小心把它删除了，怎么办？这些通过使用\ **异常**\ 来进行处理。

类似地，如果你的程序中出现了一些无效的语句该怎么办？Python
将会对此进行处理，\ **举起（Raises）**\ 它的小手来告诉你哪里出现了一个\ **错误（Error）**\ 。

错误
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你可以想象一个简单的 ``print`` 函数调用。如果我们把 ``print`` 误拼成
``Print`` 会怎样？你会注意到它的首字母是大写。在这一例子中，Python
会_抛出（Raise）_一个语法错误。

.. code:: python

   >>> Print("Hello World")
   Traceback (most recent call last):
     File "<stdin>", line 1, in <module>
   NameError: name 'Print' is not defined
   >>> print("Hello World")
   Hello World

你会注意到一个 ``NameError`` 错误被抛出，同时 Python
还会打印出检测到的错误发生的位置。这就是一个错误\ **错误处理器（Error
Handler）** 为这个错误所做的事情。

异常
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我们将\ **尝试（Try）**\ 去读取用户的输入内容。按下 ``[ctrl-d]``
来看看会发生什么事情。

.. code:: python

   >>> s = input('Enter something --> ')
   Enter something --> Traceback (most recent call last):
     File "<stdin>", line 1, in <module>
   EOFError

此处 Python 指出了一个称作 ``EOFError``
的错误，代表着它发现了一个 *文件结尾（End of File）* 符号（由 ``ctrl-d``
实现）在不该出现的时候出现了。

处理异常
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我们可以通过使用 ``try..except``
来处理异常状况。一般来说我们会把通常的语句放在 try
代码块中，将我们的错误处理器代码放置在 except 代码块中。

案例（保存文 ``exceptions_handle.py``\ ）：

.. code:: python

   try:
       text = input('Enter something --> ')
   except EOFError:
       print('Why did you do an EOF on me?')
   except KeyboardInterrupt:
       print('You cancelled the operation.')
   else:
       print('You entered {}'.format(text))

输出：

.. code:: text

   # Press ctrl + d
   $ python exceptions_handle.py
   Enter something --> Why did you do an EOF on me?

   # Press ctrl + c
   $ python exceptions_handle.py
   Enter something --> ^CYou cancelled the operation.

   $ python exceptions_handle.py
   Enter something --> No exceptions
   You entered No exceptions

**它是如何工作的**

我们将所有可能引发异常或错误的语句放在 ``try``
代码块中，并将相应的错误或异常的处理器（Handler）放在 ``except``
子句或代码块中。\ ``except``
子句可以处理某种特定的错误或异常，或者是一个在括号中列出的错误或异常。如果没有提供错误或异常的名称，它将处理_所有_错误与异常。

要注意到必须至少有一句 ``except`` 字句与每一句 ``try``
字句相关联。不然，有一个 try 代码块又有什么意义？

如果没有任何错误或异常被处理，那么将调用 Python
默认处理器，它只会终端程序执行并打印出错误信息。我们已经在前面的章节里见过了这种处理方式。

你还可以拥有一个 ``else`` 子句与 ``try..except``
代码块相关联。\ ``else`` 子句将在没有发生异常的时候执行。

在下一个案例中，我们还将了解如何获取异常对象以便我们可以检索其他信息。

抛出异常
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你可以通过 ``raise``
语句来_引发_一次异常，具体方法是提供错误名或异常名以及要 *抛出（Thrown）* 异常的对象。

你能够引发的错误或异常必须是直接或间接从属于 ``Exception``\ （异常）
类的派生类。

案例（保存为 ``exceptions_raise.py``\ ）：

.. code:: python

   # encoding=UTF-8

   class ShortInputException(Exception):
       '''一个由用户定义的异常类'''
       def __init__(self, length, atleast):
           Exception.__init__(self)
           self.length = length
           self.atleast = atleast

   try:
       text = input('Enter something --> ')
       if len(text) < 3:
           raise ShortInputException(len(text), 3)
       # 其他工作能在此处继续正常运行
   except EOFError:
       print('Why did you do an EOF on me?')
   except ShortInputException as ex:
       print(('ShortInputException: The input was ' +
              '{0} long, expected at least {1}')
             .format(ex.length, ex.atleast))
   else:
       print('No exception was raised.')

输出：

.. code:: text

   $ python exceptions_raise.py
   Enter something --> a
   ShortInputException: The input was 1 long, expected at least 3

   $ python exceptions_raise.py
   Enter something --> abc
   No exception was raised.

**它是如何工作的**

在本例中，我们创建了我们自己的异常类型。这一新的异常类型叫作
``ShortInputException``\ 。它包含两个字段——获取给定输入文本长度的
``length``\ ，程序期望的最小长度 ``atleast``\ 。

在 ``except`` 子句中，我们提及了错误类，将该类存储 ``as（为）``
相应的错误名或异常名。这类似于函数调用中的形参与实参。在这个特殊的
``except`` 子句中我们使用异常对象的 ``length`` 与 ``atleast``
字段来向用户打印一条合适的信息。

Try … Finally
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假设你正在你的读取中读取一份文件。你应该如何确保文件对象被正确关闭，无论是否会发生异常？这可以通过
``finally`` 块来完成。

保存该程序为 ``exceptions_finally.py``\ ：

.. code:: python

   import sys
   import time

   f = None
   try:
       f = open("poem.txt")
       # 我们常用的文件阅读风格
       while True:
           line = f.readline()
           if len(line) == 0:
               break
           print(line, end='')
           sys.stdout.flush()
           print("Press ctrl+c now")
           # 为了确保它能运行一段时间
           time.sleep(2)
   except IOError:
       print("Could not find file poem.txt")
   except KeyboardInterrupt:
       print("!! You cancelled the reading from the file.")
   finally:
       if f:
           f.close()
       print("(Cleaning up: Closed the file)")

输出：

.. code:: text

   $ python exceptions_finally.py
   Programming is fun
   Press ctrl+c now
   ^C!! You cancelled the reading from the file.
   (Cleaning up: Closed the file)

**它是如何工作的**

我们按照通常文件读取进行操作，但是我们同时通过使用 ``time.sleep``
函数任意在每打印一行后插入两秒休眠，使得程序运行变得缓慢（在通常情况下
Python 运行得非常快速）。当程序在处在运行过过程中时，按下 ``ctrl + c``
来中断或取消程序。

你会注意到 ``KeyboardInterrupt``
异常被抛出，尔后程序退出。不过，在程序退出之前，finally
子句得到执行，文件对象总会被关闭。

另外要注意到我们在 ``print`` 之后使用了
``sys.stout.flush()``\ ，以便它能被立即打印到屏幕上。

.. _with:

``with`` 语句
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在 ``try`` 块中获取资源，然后在 ``finally``
块中释放资源是一种常见的模式。因此，还有一个 ``with``
语句使得这一过程可以以一种干净的姿态得以完成。

保存为 ``exceptions_using_with.py``\ ：

.. code:: python

   with open("poem.txt") as f:
       for line in f:
           print(line, end='')

**它是如何工作的**

程序输出的内容应与上一个案例所呈现的相同。本例的不同之处在于我们使用的是
``open`` 函数与 ``with`` 语句——我们将关闭文件的操作交由 ``with open``
来自动完成。

在幕后发生的事情是有一项 ``with``
语句所使用的协议（Protocol）。它会获取由 ``open``
语句返回的对象，在本案例中就是“thefile”。

它_总会_在代码块开始之前调用 ``thefile.__enter__``
函数，并且_总会_在代码块执行完毕之后调用 ``thefile.__exit__``\ 。

因此，我们在 ``finally`` 代码块中编写的代码应该格外留心 ``__exit__``
方法的自动操作。这能够帮助我们避免重复显式使用 ``try..finally`` 语句。

有关该话题的更多讨论已经超出了本书所能涉及的范围，因此请参考 `PEP
343 <http://www.python.org/dev/peps/pep-0343/>`__ 来了解更加全面的解释。

总结
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在这一章我们讨论了 ``try..except`` 和 ``try..finally``
语句的用法。同时我们也已经看到了如何创建我们自己的异常类型，还有如何抛出异常。