一：錯誤、調試和測試

1 程序運行中的錯誤：

a 程序編寫有問題造成的，這種錯誤我們通常稱之為bug，bug是必須修復的。

b 用戶輸入造成的,可以通過檢查用戶輸入來做相應的處理。

c 還有一類錯誤是完全無法在程序運行過程中預測的，比如寫入文件的時候，磁盤滿了，寫不進去了，或者從網絡抓取數據，網絡突然斷掉了。這類錯誤也稱為異常，在程序中通常是必須處理的，否則，程序會因為各種問題終止並退出。

2 調試：我們也需要跟蹤程序的執行，查看變量的值是否正確，這個過程稱為調試。Python的pdb可以讓我們以單步方式執行代碼。

3 測試：最後，編寫測試也很重要。有了良好的測試，就可以在程序修改後反復運行，確保程序輸出符合我們編寫的測試。

二：錯誤處理（用try......except......finally）

1 （用try......except......finally來捕獲錯誤）

1 try:
2     print(‘try...‘)
3     r = 10 / 0
4     print(‘result:‘, r)
5 except ZeroDivisionError as e:
6     print(‘except:‘, e)
7 finally:
8     print(‘finally...‘)
9 print(‘END‘)

a 當我們認為某些代碼可能會出錯時，就可以用try來運行這段代碼，如果執行出錯，則後續代碼不會繼續執行，而是直接跳轉至錯誤處理代碼，即except

b 錯誤可能有很多種類，如果發生了不同類型的錯誤，應該由不同的except語句塊處理。沒錯，可以有多個except來捕獲不同類型的錯誤：

int()函數可能會拋出ValueError，所以我們用一個except捕獲ValueError，用另一個except捕獲ZeroDivisionError。

此外，如果沒有錯誤發生，可以在except語句塊後面加一個else，當沒有錯誤發生時，會自動執行else語句：

 1 try:
 2     print(‘try...‘)
 
 3     r = 10 / int(‘2‘)
 4     print(‘result:‘, r)
 5 except ValueError as e:
 6     print(‘ValueError:‘, e)
 7 except ZeroDivisionError as e:
 8     print(‘ZeroDivisionError:‘, e)
 9 else:
10     print(‘no error!‘)
11 finally:
12     print(‘finally...‘)
13 print(‘END‘)

c Python的錯誤其實也是class，所有的錯誤類型都繼承自BaseException，所以在使用except時需要註意的是，它不但捕獲該類型的錯誤，還把其子類也“一網打盡”。比如：

1 try:
2     foo()
3 except ValueError as e:
4     print(‘ValueError‘)
5 except UnicodeError as e:
6     print(‘UnicodeError‘)

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

Python所有的錯誤都是從BaseException類派生的，常見的錯誤類型和繼承關系看這裏：

https://docs.python.org/3/library/exceptions.html#exception-hierarchy

d 使用try...except捕獲錯誤還有一個巨大的好處，就是可以跨越多層調用，比如函數main()調用foo()，foo()調用bar()，結果bar()出錯了，這時，只要main()捕獲到了，就可以處理：

 1 def foo(s):
 2     return 10 / int(s)
 3 
 4 def bar(s):
 5     return foo(s) * 2
 6 
 7 def main():
 8     try:
 9         bar(‘0‘)
10     except Exception as e:
11         print(‘Error:‘, e)
12     finally:
13         print(‘finally...‘)

也就是說，不需要在每個可能出錯的地方去捕獲錯誤，只要在合適的層次去捕獲錯誤就可以了。這樣一來，就大大減少了寫try...except...finally的麻煩。

2 調用棧（不用try......except......finally來捕獲）

如果錯誤沒有被捕獲，它就會一直往上拋，最後被Python解釋器捕獲，打印一個錯誤信息，然後程序退出。

 1 def foo(s):
 2     return 10 / int(s)
 3 
 4 def bar(s):
 5     return foo(s) * 2
 6 
 7 def main():
 8     bar(‘0‘)
 9 
10 main()

結果如下：

 1 $ python3 err.py
 2 Traceback (most recent call last):
 3   File "err.py", line 11, in <module>
 4     main()
 5   File "err.py", line 9, in main
 6     bar(‘0‘)
 7   File "err.py", line 6, in bar
 8     return foo(s) * 2
 9   File "err.py", line 3, in foo
10     return 10 / int(s)
11 ZeroDivisionError: division by zero

不過要自己分析錯誤的調用棧信息，定位錯誤的位置。

3 記錄錯誤

如果不捕獲錯誤，自然可以讓Python解釋器來打印出錯誤堆棧，但程序也被結束了。既然我們能捕獲錯誤，就可以把錯誤堆棧打印出來，然後分析錯誤原因，同時，讓程序繼續執行下去。

Python內置的logging模塊可以非常容易地記錄錯誤信息：

 1 import logging
 2 
 3 def foo(s):
 4     return 10 / int(s)
 5 
 6 def bar(s):
 7     return foo(s) * 2
 8 
 9 def main():
10     try:
11         bar(‘0‘)
12     except Exception as e:
13         logging.exception(e)
14 
15 main()
16 print(‘END‘)

同樣是出錯，但程序打印完錯誤信息後會繼續執行，並正常退出

 1 $ python3 err_logging.py
 2 ERROR:root:division by zero
 3 Traceback (most recent call last):
 4   File "err_logging.py", line 13, in main
 5     bar(‘0‘)
 6   File "err_logging.py", line 9, in bar
 7     return foo(s) * 2
 8   File "err_logging.py", line 6, in foo
 9     return 10 / int(s)
10 ZeroDivisionError: division by zero
11 END

通過配置，logging還可以把錯誤記錄到日誌文件裏，方便事後排查。

4 拋出錯誤

因為錯誤是class，捕獲一個錯誤就是捕獲到該class的一個實例。因此，錯誤並不是憑空產生的，而是有意創建並拋出的。Python的內置函數會拋出很多類型的錯誤，我們自己編寫的函數也可以拋出錯誤。

如果要拋出錯誤，首先根據需要，可以定義一個錯誤的class，選擇好繼承關系，然後，用raise語句拋出一個錯誤的實例

 1 # err_raise.py
 2 class FooError(ValueError):
 3     pass
 4 
 5 def foo(s):
 6     n = int(s)
 7     if n==0:
 8         raise FooError(‘invalid value: %s‘ % s)
 9     return 10 / n
10 
11 foo(‘0‘)

執行，可以最後跟蹤到我們自己定義的錯誤

1 $ python3 err_raise.py 
2 Traceback (most recent call last):
3   File "err_throw.py", line 11, in <module>
4     foo(‘0‘)
5   File "err_throw.py", line 8, in foo
6     raise FooError(‘invalid value: %s‘ % s)
7 __main__.FooError: invalid value: 0

只有在必要的時候才定義我們自己的錯誤類型。如果可以選擇Python已有的內置的錯誤類型（比如ValueError，TypeError），盡量使用Python內置的錯誤類型。

Python day 9(5) 錯誤處理