Python运行环境与异常处理

2017-05-05 22:46

1、Python的启动

Python的命令格式:

python [option] ... [-c cmd | -m mod | file | -] [arg] ...
选项 描述
-J

启动将从Python3中删除或更改某些功能的警告

-B
阻止在导入时创建.pyc或.pyo文件
-E 忽略环境变量
-h
打印所有可用命令行选项的列表
-i
在程序执行后进入交互模式
-m module 以脚本的形式运行库模块module
-O
优化模式
-OO
优化模式,在创建.pyo文件时删除文档字符串
-Q arg

指定Pyhthon2中除法运算符的行为,值为-Qold (默认), -Qwarn, -Qwarnall, 

-Qnew之一

-s
阻止将用户站点目录追加到sys.path
-S
阻止包含site初始模块
-t
报告关于不一致的标签使用警告
-tt
由于不一致的标签使用而导致TabError异常
-u
未缓冲的二进制stdout和stdin
-U
Unicode字面量,所有字符串字面量都以Unicode形式处理(仅在Python2中使用)
-v
详细模式,跟踪导入语句

-V

打印版本信息
-x
跳过源程序的第一行
-c cmd
以字符串形式执行cmd

2、doctest代码测试模块

  Doctest模块允许在文档字符串内嵌入注释以显示各种语句的期望行为,尤其是函数和方法的结构;此处的文档字符串看起来如同一个交互式shell会话;可用于测试文档是否与主程序保持同步,或基于文档对程序本身做测试。

 自定义测试模块test.py:

[root@mylinux home]# cat test.py 
#!/usr/bin/python3
def add(num1,num2):
  '''
  >>> add(12,23)     #  '>>>'之后需要有一空格
  35
  '''
  return num1+num2

  使用doctest模块进行测试:

In [1]: import test
In [2]: import doctest
In [3]: doctest.testmod(test)              #测试test.py模块
Out[3]: TestResults(failed=0, attempted=1)
In [4]: doctest.testmod(test,verbose=True)
Trying:
    add(12,23)
Expecting:
    35
ok
1 items had no tests:
    test
1 items passed all tests:
   1 tests in test.add
1 tests in 2 items.
1 passed and 0 failed.
Test passed.
Out[4]: TestResults(failed=0, attempted=1)

  也可以直接定义自测试模块:

[root@mylinux home]# cat test.py 
#!/usr/bin/python3
def add(num1,num2):
        '''
        >>> add(12,23)
        35
        '''
        return num1+num2
if __name__ == '__main__':
        import doctest
        doctest.testmod()
[root@mylinux home]# python3 test.py     #测试通过时不会显示任何信息
[root@mylinux home]# python3 test.py -v  #输出详细信息
Trying:
    add(12,23)
Expecting:
    35
ok
1 items had no tests:
    __main__
1 items passed all tests:
   1 tests in __main__.add
1 tests in 2 items.
1 passed and 0 failed.
Test passed.

3、Python的异常处理

  在一些编程语言中,错误是通过特殊的函数返回值指出的,而Python使用异常,它是只有错误发生时执行的代码。错误通常有:语法错误和逻辑错误两大类。

 语法错误:软件的结构上有错误而导致不能被解释器解释或不能被编译器编译。

 逻辑错误:由于不完整或不合法的输入所致,也可能是逻辑无法生成、计算或者输出结果需要的

过程无法执行等。

  在Python中异常是一个对象,表示错误或意外,检测到一个错误时,将触发异常。Python可以通过异常传导机制传递一个异常对象,发出一个异常情况出现的信号;程序员也可以在代码中手动触发异常。Python异常可以理解为:程序员出现了错误而在正常控制流以外采取的行为。这种处理可以分为两个阶段。

    第一阶段:解释器触发异常,此时当前程序流被打断;

    第二阶段:异常处理,如忽略非致命性错误、减轻错误带来的影响等。

  这种处理方式的主要作用有:

错误处理:默认处理,停止程序,打印错误信息;使用try语句处理异常并恢复

事件通知:用于发出有效状态信息

特殊情况处理:无法调整代码去处理的现场

终止行为:try/finally语句可确保执行必须的结束处理机制

非常规控制流程:异常是一种高级跳转(goto)机制

  • 异常的检测与处理

  在Python中,异常通过try语句来检测,任何在try语句块里的代码都会被监测,检查有无异常。在本文中使用的是Python3作为演示。

  try语句的主要有两种形式:

try-except:检测和处理异常。可以有多个except,支持使用else子句处理没有探测异常的执行代码

try-finally:仅检测异常并做一些必要的清理工作。仅能有一个finally。

try语句的复合形式:try-except-finally。

try-except语句:

try:
    try_suite
except Exception [as reason]:
    except_suite
    
In [1]: try:
   ...:     f1=open('/tmp/a.txt','r')
   ...: except IOError as e:
   ...:     print('Could nor open file',e)
   ...:     
Could nor open file [Errno 2] No such file or directory: '/tmp/a.txt'

try-except-else语句:

  except分句个数没有限制,但else只能有一个;没有异常发生时,else分句才会执行;没有符合的except分句时,异常会向上传递到程序中的之前进入的try中或者道程序的顶层。

try:
    try_suite
except Exception1 [as reason]:
    suite_exception1
except (Exception1, Exception2 ,Exception3 ...)[, reason]:
    suite
    ...
except:
    suite
else:
    else_suite

try-finally语句:

  无论异常是否发生,finally子句都会执行;常用于定义必须进行的清理工作,如关闭文件或断开服务连接等;finally中的所有代码执行完后会继续向上一层引发异常。

try:
    try_suite
finally:
    finally_suite

try-except-else-finally语句:

try:
    try_suite
except Exception1:
    suite_exception1
except (Exception1, Exception2 ,):
    suite23
...
else:
    else_suite
finally:
    finally_suite
分句形式 说明
except:
捕捉所有(其他)异常类型
except name [as e]:
只捕捉特定的异常
except (name1,name2):
捕捉所列出的异常

else:

如果没有异常就运行
finally:
总是运行此代码块

4、自定义异常

 raise语句允许程序员强制抛出一个指定的异常。其语法格式为:

raise[someexception [ ,arg [, traceback]]]

  someexception:异常的名字,仅能使用字符串、类或实例;

  args:以元组的形式传递给异常的参数;

  traceback:异常出发时新生成的一个用于异常-正常化的跟踪记录,多用于重新引发异常。

In [9]: try:
   ...:     raise NameError('HiThere')     #定义异常
   ...: except NameError:
   ...:     print('An except flew by!')
   ...:     raise                          #触发异常
   ...: 
An except flew by!
--------------------------------------------------------------------------
NameError                                Traceback (most recent call last)
<ipython-input-9-9448df11d518> in <module>()
      1 try:
----> 2     raise NameError('HiThere')
      3 except NameError:
      4     print('An except flew by!')
      5     raise
NameError: HiThere

  大多数的标准异常都是由StandError派生的,其中有3个抽象的子类:

ArithmeticError

由于算术错误引发的异常基类

OverflowError、ZeroDivisionError、FloatingPointError

LookupError

容器在接收到一个无效键或索引时引发异常

IndexError、KeyError

EnvironmentError

由于外部原因而导致的异常的基类

IOError、OSError、WindowsError

自定义异常类:

  自定义异常类通常分为两大类:

自定义异常和多重继承:从定义异常类和标准异常类进行多重继承,例如:

  class customAttributeError(CustomException,AttributeError):

  pass

标准库中使用的其它异常:如ArithmeticError、EnvironmentError等

assert语句通常用于在程序中引用调试代码,语法格式为:

assert  condition [, expression]

  如果condition条件满足,则assert不做任何操作;如果条件不满足,则assert作为参数实例化AssertionError并引发结果实例。

  如果运行python时使用了-O优化选项,assert将是一个空操作,编译器不为assert语句生成代码 。运行python不使用-O选项,则__debug__内置变量为True,否则为False。

  assert语句相当于下面代码:

if  __debug__:
    if not condition :
        raise  AssertionError, <expression>
In [17]: assert len(['my boy',12])>10    #条件len(['my boy',12])>10不满足依法默认异常
--------------------------------------------------------------------------
AssertionError                           Traceback (most recent call last)
<ipython-input-17-cc0a09de885b> in <module>()
----> 1 assert len(['my boy',12])>10
AssertionError: 
In [18]: assert range(4)==[0,1,2,3]      #条件range(4)==[0,1,2,3]不满足依法默认异常
--------------------------------------------------------------------------
AssertionError                           Traceback (most recent call last)
<ipython-input-18-8b7aafe34e9e> in <module>()
----> 1 assert range(4)==[0,1,2,3]
AssertionError: 
In [19]: assert 1==1                        #条件满足,无输出
In [20]: assert range(4)==[0,1,2,3],IOError #条件不满足,自定义异常为IOError
--------------------------------------------------------------------------
AssertionError                           Traceback (most recent call last)
<ipython-input-20-49011133d0d8> in <module>()
----> 1 assert range(4)==[0,1,2,3],IOError

AssertionError: <class 'OSError'>