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今天是持续写作的第 <font color=“red”>13</font> / 100 天。
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本篇文章主要内容为程序错误与异常处理，顺带会说一下内置模块 logging 。

十三、Python 程序异常处理与 logging 模块

13.1 程序异常

程序异常，就是程序出错了，程序员一般叫做 BUG（八哥），写程序不出错是不可能发生的事情，而程序员要做的事情就是及时的捕获错误，修改错误。

13.1.1 最常见的错误 - 除数为 0

在数学中也存在类似的问题，除数不可以为 0。相同的概念在编程中也是存在的。

num1 = 20
num2 = 0
num3 = num1 / num2
print(num3)

运行代码出现下面的错误：

Traceback (most recent call last):
  File "D:/gun/2/demo7.py", line 3, in <module>
    num3 = num1 / num2
ZeroDivisionError: division by zero

错误内容就是末尾的 ZeroDivisionError: division by zero ，当出现错误程序崩溃，终止运行。错误异常中也提示了错误出现的行数 line 3 在第三行，但查看行号排查错误在很多时候无法直接解决问题，因为出错的地方不在行号那一行，修改 BUG 的效率一般会随着你对 Python 学习的深入逐步增强改善。

13.1.2 try … except 语句

刚才的程序出现错误就终止运行了，如何避免程序被强迫终止，出现问题提示出问题，然后继续运行呢？这就是 try … except 语句使用的场景了。

语法格式：

try:
	可能会出错的代码
except 异常对象:
	处理异常代码

按照上述语法格式修改上文代码。

num1 = 20
num2 = 0
try:
    num3 = num1 / num2
except ZeroDivisionError:
    print("除数不可以为 0 ")

此时程序不会报错，当发现除数为 0 会进入异常处理，直接输出除数不能为 0。

try 表示测试代码部分是否存在异常，except 表示捕获异常，前提是出现异常。如果 try 语句中没有任何错误，except 中的代码不会执行。

还有一点需要注意，在 except 后面是异常对象，该异常对象我们设置为 ZeroDivisionError 这是因为已经知道是会出现这个异常，如果在编码过程中不知道会出现哪种异常，依旧会出现错误。

num1 = 20
num2 = "abc"
try:
    num3 = num1 / num2
except ZeroDivisionError:
    print("除数不可以为 0 ")

上述代码依旧会报错，报错的异常为：

Traceback (most recent call last):
  File "D:/gun/2/demo7.py", line 4, in <module>
    num3 = num1 / num2
TypeError: unsupported operand type(s) for /: 'int' and 'str'

如果想在 except 后面支持本异常，需要添加上 TypeError。

num1 = 20
num2 = "abc"
try:
    num3 = num1 / num2
except (ZeroDivisionError,TypeError):
    print("除数不可以为 0 ")

也可以分开编写：

num1 = 20
num2 = "abc"
try:
    num3 = num1 / num2
except ZeroDivisionError:
    print("除数不可以为 0 ")

except TypeError:
    print("除数类型不对")

该种写法在书写的时候需要预先知道会提示哪种异常，如果异常不清楚那可以省略异常对象，直接使用下述代码即可。

num1 = 20
num2 = "abc"
try:
    num3 = num1 / num2
except:
    print("除数不可以为 0 ")

13.1.3 try … except … else 语句

在 try … except 语句后面可以增加一个 else 语句，该语句表示的含义可以按照如下描述进行理解，当出现异常的时候执行 except 语句中的代码，当无异常执行 else 语句代码。

num1 = 20
num2 = 1
try:
    num3 = num1 / num2
except ZeroDivisionError:
    print("除数不可以为 0 ")

except TypeError:
    print("除数类型不对")

else:
    print("无异常，会被执行")

以上代码无错误，那 else 语句就会被执行到。

13.2 异常类型

13.2.1 常见的异常类型

在编写代码的过程中，你需要掌握一些常见的异常类型，熟记它们可以帮助你快速进行错误排查。

• AttributeError 某个对象没有属性
• Exception 通用型异常对象
• FileNotFoundError 找不到文件
• IOError 输入输出异常
• IndexError 索引异常
• KeyError 键异常
• NameError 对象名称异常
• SyntaxError 语法错误
• TypeError 类型错误
• ValueError 值错误

以上错误都属于常见错误，其中重点以 Exception 通用异常对象与 SyntaxError 语法错误为主，它们两个是最常出现的。

很多时候其实直接使用通用异常对象 Exception 就可以了，不需要记住所有的异常类型的。

13.2.2 捕捉多个异常

在上文已经接触过捕捉多个异常的语法格式了，可以在学习一下。

try:
	可能出错的代码块
except 异常对象1:
	异常处理代码块
except 异常对象2:
	异常处理代码块

13.2.3 一个 except 捕获多个异常

Python 也支持使用一个 except 捕获多个异常，具体语法格式如下：

try:
	可能出错的代码块
except (异常对象1,异常对象2...):
	异常处理代码块

13.2.4 直接抛出异常

捕获到异常之后，可以直接抛出 Python 给内置好的异常信息，例如：

num1 = 20
num2 = 0
try:
    num3 = num1 / num2
except ZeroDivisionError as e:
    print(e)

except TypeError as e:
    print(e)

else:
    print("无异常，会被执行")

注意 except 后面异常对象使用 as 关键字起了一个别名叫做 e，然后直接输出 e 就是 Python 内置好的错误信息了。这里的 e 可以为任意名称，遵循变量命名规则即可。

13.3 finally 语句

try … except 语句还可以和 finally 语句配合，形成下述语法格式：

try:
	可能出错的代码块
except:
	代码出错执行的代码块
else:
	代码正常执行的代码块
finally:
	无论代码是否有异常出现都会执行的的代码块

finally 语法需要与 try 语句配合使用，无论是否有异常出现都会执行该语句内容，具体代码大家可以自行测试即可。

13.4 日志模块 logging

13.4.1 logging 模块

在 Python 中为了更好的记录程序错误信息，提供了一个 logging 模块供我们使用，该模块提供了 5 个等级用于标记日志信息的等级。

1. DEBUG 等级，使用 logging.debug() 显示
2. INFO 等级，记录类的日志
3. WARNING 等级，警告级别，存在潜在风险
4. ERROR 等级，引发错误
5. CRITICAL 等级，引发系统出现问题，最高等级

导入 logging 模块之后，可以使用下述内容设置显示信息的等级。

import logging
logging.basicConfig(level=logging.DEBUG)

五个等级输出函数如下：

import logging
logging.basicConfig(level=logging.DEBUG)

logging.debug("DEBUG")
logging.info("INFO")
logging.warning("WARNING")
logging.error("ERROR")
logging.critical("CRITICAL")

输出内容如下：

DEBUG:root:DEBUG
INFO:root:INFO
WARNING:root:WARNING
ERROR:root:ERROR
CRITICAL:root:CRITICAL

上述代码因为设置的等级是 DEBUG，所以所有的日志信息都会输出，如果设置为 WARNING，例如下述代码，查看输出内容。

import logging
# 注意看这里的设置
logging.basicConfig(level=logging.WARNING)

logging.debug("DEBUG")
logging.info("INFO")
logging.warning("WARNING")
logging.error("ERROR")
logging.critical("CRITICAL")

因为设置了 logging 输出等级是 WARNING，所以较低等级的 DEBUG 与 INFO 将不再输出，这样可以随着程序开发不断的提高等级，最终提高到 CRITICAL。

13.4.2 格式化 logging 日志信息

可以在全局进行 logging 信息的格式化，语法格式如下：

logging.basicConfig(level=logging.WARNING,format = "")

在不设置 format 的时候，默认输出的日志信息如下，所以输出内容前面都存在一个 DEBUG:root: 内容，如果设置 format="" 即可删除原内容。

DEBUG:root:DEBUG
INFO:root:INFO
WARNING:root:WARNING
ERROR:root:ERROR
CRITICAL:root:CRITICAL

设置 format = "" ，代码如下：

import logging
logging.basicConfig(level=logging.WARNING,format= "")

其余内容不需要修改，输出的日志信息，已经没有前面的默认关键词了。

WARNING
ERROR
CRITICAL

对于日志信息的格式化，还可以增加 asctime ，该内容为时间信息，例如下述代码：

import logging
logging.basicConfig(level=logging.WARNING,format= "%(asctime)s")

logging.debug("DEBUG")
logging.info("INFO")
logging.warning("WARNING")
logging.error("ERROR")
logging.critical("CRITICAL")

使用该内容运行结果发现，要输出的信息没有了，这是因为你在 format 参数中只传了 asctime 一个内容，如果还需要 logging 输出信息，需要增加 message，语法如下：

import logging
logging.basicConfig(level=logging.WARNING,format= "%(asctime)s %(message)s")

logging.warning("WARNING")
logging.error("ERROR")
logging.critical("CRITICAL")

学习过 asctime 与 message 之后，你应该对 format 格式化的语法有了一些基本的认知，它应该是一个 %(参数名)s 这样的结构，如果增加一个 logging 等级参数 levelname，尝试一下你可以将其拼接到 format 中吗？

13.4.3 程序日志 logging 输出到文件中

程序日志如果都输出在 Python 控制台，导致的结果就是控制台出现大量的调试信息，很多时候可以将日志信息输出到文件中，而且实现非常简单，只需要增加一个参数 filename 即可解决问题。

import logging
logging.basicConfig(filename = "out.txt",level=logging.WARNING,format= "%(asctime)s %(message)s")

执行上述代码之后，会自动在当前根目录（文件与目录可以自己设置）生成一个日志文件。

13.4.4 停用程序日志

使用下述方法停用日志。

logging.disable(level)

如果希望全部停用，只需要直接限制等级到 CRITICAL 即可。

import logging
logging.basicConfig(level=logging.WARNING,format= "%(asctime)s %(message)s")
logging.disable(level=logging.CRITICAL)
logging.debug("DEBUG")
logging.info("INFO")
logging.warning("WARNING")
logging.error("ERROR")
logging.critical("CRITICAL")

13.5 这篇博客的总结

本篇博客主要写的是异常相关知识，在 Python 代码的编写过程中经常会出现异常，一般情况下程序员都叫做 出 BUG 了，这个 BUG 就是臭虫的意思，表示程序出臭虫了。当然很多时候我们也戏称“无 BUG，不编程”。

发现 BUG，解决 BUG，程序员不是在写 BUG 的路上，就是在改 BUG 的路上，好友哲理。

关于异常部分，还有如下内容可以扩展。

• 使用 raise 抛出异常
• 使用 traceback 模块记录异常信息到文件中
• 程序断言 assert