1、2022-6-9第第9章章 调试及异常调试及异常主 讲 人：目录目录2022-6-921. 调试2. Python中的异常类3. 捕获和处理异常4. 两种处理异常的特殊方法5. raise语句6. 采用sys模块回溯最后的异常2022-6-91.调试在本节中，我们首先描述Python在发现语法错误时的处理方式，之后了解Python在发现未处理异常时生成的回溯信息，最后讲解怎样将科学的方法用于调试。2022-6-91.1.1 处理编译时的错误看一个实例：File blocks.py, line 383if BlockOutput.save_blocks_as_svg(blocks, svg) S
2、yntaxError:invalid syntax1.调试2022-6-91.1.1 处理编译时的错误1.调试出现这样问题的原因是我们忘记在if语句条件结尾处放置一个括号。下面给出另一个相当常见的错误实例，但是从中看不出明显的错误。 File blocks.py, line 385except ValueError as err: SyntaxError: invalid syntax2022-6-91.1.1 处理编译时的错误1.调试try:blocks = parse(blocks)svg = file.replace(.blk, .svg)if not BlockOutput.save_
3、blocks_ as_ svg(blocks, svg):print(Error: failed to save 0.format(svg)except ValueError as err:2022-6-91.1.2 处理运行时的错误1.调试如果运行时发生了未处理的异常，Python就将终止执行程序，并以堆栈回溯（Traceback，也称为向后追踪）的形式显示异常发生的上下文。下面给出一个未处理异常发生时打印出的回溯信息：（这里由于代码太长无法给出，只是了解如何找到出错位置。）Traceback (most recent call last):File blocks.py, line 392,
4、 in main()File blocks.py, line 381，in mainblocks=parse(blocks)File block s . p y , l i n e 1 7 4 , i n r e c u r s i v e _ descent_parsereturn data.stack1IndexError: list index out of range2022-6-91.1.2 处理运行时的错误1.调试尽管回溯信息初看之下让人困惑不解，但在理解了其结构之后我们会发现它是非常有用的。在上面的实例中，回溯信息告诉了我们应该去哪里寻找问题的根源，当然我们必须自己想办法去解决问
5、题。2022-6-91.1.2 处理运行时的错误1.调试第第2个例子个例子Traceback (most recent call last):File blocks.py, line 392, in main()File blocks.py, line 383, in mainif BIockOutput.save_blocks_ as_svg(blocks, svg):File BltickOutput.py, line 141，in save_blocks as_ svgwidths, rows=compute_widths_ and_rows(cells, SCALE BlFile BI
6、ockOutput.py, line 95;in compute_widths_ and_rowswidth=len(cell.text)/cell.columnsZeroDivisionError: integer division or modulo by zero2022-6-91.1.2 处理运行时的错误1.调试这里，问题出在blocks.py程序调用的BlockOutput.py模块中，这一回溯信息使得我们定位问题变得容易，但它并没有说明错误在哪里发生。第95行BlockOutput.py模块的compute_widths_ and_rows ()函数中，cell.columns的
7、值 明 显 是 错 误 的 。 不 管 怎 么 说 ， 这 是 导 致ZeroDivisionError异常的问题所在，同时我们必须查看前面的错误信息来了解为什么cell.columns会被赋予错误的值。2022-6-91.2.1 使用pdb调试pdb是Python自带的一个包，为Python程序提供了一种交互的源代码调试功能，主要特性包括设置断点、单步调试、进入函数调试、查看当前代码、查看栈片段、动态改变变量的值等。pdb提供了一些常用的调试命令，详情如下表所示。1.调试2022-6-91.2.1 使用pdb调试命令命令解释解释break或或b设置断点continue或或c继续执行程序lis
8、t或或l查看当前行的代码段step或或s进入函数return或或r执行代码直到从当前函数返回exit或或q终止并退出next或或n执行下一行pp打印变量的值help帮助1.调试2022-6-91.2.2 使用IDLE调试IDLE中提供了一个调试器，帮助开发人员来查找逻辑错误。下面简单介绍IDLE的调试器的使用方法。1.调试2022-6-91.2.2 使用IDLE调试 先在IDLE中写入完整源码 编辑保存之后，单击“Run”“Python Shell”，打开Python Shell 窗口，在这个窗口菜单上，选择“Debug”“Debuger”，打开“Debug Control”窗口 接下来，在I
9、DLE源码窗口中单击“Run”“Run Module”或按F5键 单击上面的“Step”按钮，就可以看到其一步一步的执行过程1.调试目录目录2022-6-921. 调试2. Python中的异常类3. 捕获和处理异常4. 两种处理异常的特殊方法5. raise语句6. 采用sys模块回溯最后的异常2022-6-92.Python中的异常类在这一节，我们将要面对异常，这是一种可以改变程序中控制流程的程序结构。在Python中，异常会根据错误自动地被触发，也能由代码触发和捕获。异常由四个相关语句进行处理，分别为：try、except、else和finally，接下来将对它们进行介绍。2022-6-
10、92.Python中的异常类2.1 什么是异常当Python检测到一个错误时，解释器就会指出当前流已无法继续执行下去，这时候就出现了异常。异常是指因为程序出错而在正常控制流以外采取的行为。异常即是一个事件，该事件会在程序执行过程中发生，影响了程序的正常执行。异常处理器（try语句）会留下标识，并可执行一些代码。程序前进到某处代码时，产生异常，因而会使Python立即跳到那个标识，而放弃留下该标识之后所调用的任何激活的函数。异常分为两个阶段：第一个阶段是引起异常发生的错误；第二个阶段是检测并进行处理的阶段。2022-6-92.Python中的异常类2.2 异常的角色 错误处理 事件通知 特殊情况
11、处理 终止行为 非常规控制流程2022-6-92.Python中的异常类2.3 Python的一些内建异常类异常类名异常类名描描 述述Exception所有异常的基类NameError尝试访问一个没有申明的变量ZeroDivisionError除数为0SyntaxError语法错误IndexError索引超出序列范围KeyError请求一个不存在的字典关键字IOError输入输出错误（比如你要读的文件不存在）AttributeError尝试访问未知的对象属性ValueError传给函数的参数类型不正确EOFError发现一个不期望的文件尾2022-6-93.捕获和处理异常3.1 tryexce
12、pt语句try子句中的代码块放置可能出现异常的语句，子句中的代码块放置可能出现异常的语句，except子句中的代码块处子句中的代码块处理异常：理异常：下面的代码显示了使用下面的代码显示了使用tryexcept语句诊断异常的过程语句诊断异常的过程。try:try块#被监控的语句except Exception as e:except块 #处理异常的语句list = China, America, England, Francetry:print(list4)except IndexError as e:print(列表元素的下标越界)2022-6-92.Python中的异常类3.2 tryexc
13、eptelse语句如果try范围内捕获了异常，就执行except块；如果try范围内没有捕获异常，就执行else块。下面的示例修改了上小节的例子，引入循环结构，可以实现重复输入字符串序号，直到检测序号不越界而输出相应的字符串。list = China, America, England, Franceprint(请输入字符串的序号)while True:n = int(input( )try:print(listn)except IndexError as e:print(列表元素的下标越界，请重新输入字符串的序号)else: break2022-6-92.Python中的异常类3.3 带多个
14、except的try语句请看下面的例子：输入两数，求两数相除的结果。在数值输入时应检测输入的被除数和除数是否是数值，如果输入的是字符则视为无效。在进行除操作时，应检测除数是否为零。try: x = float(input(请输入被除数：) y = float(input(请输入除数：) z = x / yexcept ZeroDivisionError as e1: print(除数不能为零)except ValueError as e2: print(被除数和除数应为数值类型)else: print(z)2022-6-92.Python中的异常类3.4 捕获所有异常BaseException
15、是所有内建异常的基类，通过它可以捕获所有类型的异常，KeyboardInterrupt、SystemExit和Exception是从它直接派生出来的子类。按Ctrl+C会抛出KeyboardInterrupt类型的异常，sys模块的sys.exit()会抛出SystemExit类型的异常。其他所有的内建异常都是Exception的子类。2022-6-93. 用例实现3.5 finally子句下面的示例通过tryfinally语句使得无论文件打开是否正确或是readline()调用失败，都能够正常关闭文件。try:f = open(test.txt, r)line = f.readline( )
16、print(line)finally:f.close( )2022-6-93. 用例实现3.5.1 统一try/except/finally现在，我们可以在同一个try语句中混合finally、except以及else子句。也就是说，我们现在可以编写下列形式的语句。try：main-actionexcept Exception1 as e1：handler1except Exception2 as e2：handler2else:else-blockfinally:finally-block目录目录2022-6-921. 调试2. Python中的异常类3. 捕获和处理异常4. 两种处理异常的
17、特殊方法5. raise语句6. 采用sys模块回溯最后的异常2022-6-94. 两种处理异常的特殊方法4.1.1 assert语句assert（断言）语句的语法如下。assert expression, reason 当判断表达式expression为真时，什么都不做；如果表达式为假，则抛出异常。换句话说，如果test计算为假，Python就会引发异常：data项（如果提供的话）是异常的额外数据。就像所有异常，引发的AssertinError异常如果没被try捕捉，就会终止程序，在此情况下数据项将作为出错消息的一部分显示。2022-6-94. 两种处理异常的特殊方法4.1.1 assert
18、语句以下程序段举例说明了assert语句的用法。try:assert 1 = 3 , 1 is not equal 2!except AssertionError as reason:print(%s:%s%(reason._class_._name_, reason)程序运行结果如下： AssertionError:1 is not equal 2!2022-6-94. 两种处理异常的特殊方法4.1.2 收集约束条件assert语句通常是用于验证开发期间程序状况的。显示时，其出错消息正文会自动包括源代码的行消息，以及列在assert语句中的值。def f(x):assert x import
19、 asserter asserter.f(1)Traceback (most recent call last):File , line 1, in File asserter.py,line 2, in fassert x )if len(s) 你输入了一个结束标记EOF请输入-dfShortInputException：输入的长度是2，长度至少应是3请输入- sdfadfd没有异常发生。2022-6-95. raise语句5.2 raisefrom语句Python 3.0（而不是2.6）也允许raise语句拥有一个可选的from子句。 raise exception from othere
20、xception 当使用from的时候，第二个表达式指定了另一个异常类或实例，它会附加到引发异常的_cause_属性。如果引发的异常没有捕获，Python把异常也作为标准出错消息的一部分打印出来：2022-6-95. raise语句5.2 raisefrom语句try:1/0except Exception as E:raise TypeError(Bad) from E 结果如下。结果如下。 Tracback (most recent call last):file , line 2, in ZeroDivisionError: int division or modulo by zero
21、上面的异常是如下异常的直接原因。上面的异常是如下异常的直接原因。 Tracback (most recent call last):File , line 4, in TypeError: Bad!目录目录2022-6-921. 调试2. Python中的异常类3. 捕获和处理异常4. 两种处理异常的特殊方法5. raise语句6. 采用sys模块回溯最后的异常2022-6-96.采用sys模块回溯最后的异常6.1 关于sys.exc_infosys.exc_info结果通常允许一个异常处理器获取对最近引发的异常的访问。当使用空的except子句来盲目地捕获每个异常以确定引发了什么的时候，将其
22、放入except代码中会特别有用。sys.exc_info()的返回值tuple是一个三元组(type, value/message, traceback)，这里的属性含义如下。type：常的类型。value/message：常的信息或者参数。traceback：含调用栈信息的对象。import systry:blockexcept:tuple = sys.exc_info()print(tuple)2022-6-96.采用sys模块回溯最后的异常6.2 使用sys模块的例子sys模块示例如下。 #Exp9_8.pyimport systry: 1/0 except: tuple = sys.
23、exc_info()print(tuple) 程序运行结果如下。程序运行结果如下。 (, ZeroDivisionError(integer division or modulo by zero,), )2022-6-96.采用sys模块回溯最的异常6.2 使用sys模块的例子sys模块示例如下。 #Exp9_8.pyimport systry: 1/0 except: tuple = sys.exc_info()print(tuple) 程序运行结果如下。程序运行结果如下。 (, ZeroDivisionError(integer division or modulo by zero,), )
