2.5 异常与警告

异常和警告是编写程序过程中经常遇到的问题。为了更好地处理编程中遇到的问题，我们需要了解异常和警告的相关知识。

2.5.1 异常

1. 捕捉异常

我们在运行代码时经常遇到程序出错的情况，在Python中，这些错误通常叫做异常（Exception）。

例如，有这样一个用于计算以10为底的对数的程序，该程序使用raw_input()函数从命令行读取输入，计算它的对数并输出结果，直到我们输入为q为止：

乍看起来，程序似乎没甚么问题，然而，当我们输入一个负数时，程序抛出了一个ValueError异常，因为对数函数不能接受一个非正值输入：

正常情况下，Python程序在抛出异常后就会停止执行。如果不希望程序停止运行，可以使用一对关键字try和except来处理异常，其基本形式如下：

我们将可能抛出异常的代码，放入try块中，然后使用except块处理相应的异常。

当try块中的代码遇到异常时，这个异常会首先被传到except块。如果except块能处理这个异常，则执行except块相应的内容，然后程序继续执行；如果不能，该异常将被继续传递。

在上面的例子中，代码抛出的异常类型是ValueError，因此，我们改写程序，将可能出错的部分放入try块，并用关键字except处理ValueError类型的异常：

再执行这个程序时，输入负数或者0都不会中断程序，而是打印expect块输出的信息：

2. 处理不同类型的错误信息

我们对上面的代码进行修改，将y的值改为1/math.log10(x)：

如果输入1：

因为1的对数为0，而1/0是一个非法操作，所以Python抛出了一个ZeroDivisionError类型的异常。

这个异常首先传到except块中，但我们定义的except块并不能处理这种类型的异常，因此，该异常被继续传递，程序停止运行。

这个问题有以下几种解决方式。

1）第一种方式，可以使用Exception替换ValueError，直接捕获所有的异常。Exception类型是各种异常的总称，所以ZeroDivisionError类型和ValueError类型都是一种特殊的Exception：

因此，下面的异常都会被except块处理：

2）第二种方式，我们可以在一个except块中声明多个异常类型：

程序运行抛出其中任意一种类型的异常都会被except块所处理。

3）第三种方式，通过多个except块分别处理各种类型的异常，每个except块负责处理一种类型的异常：

在这种情况下，两种类型的异常会被程序分别处理：

3. 得到异常的具体信息

当我们输入字符串“abcde”时，上面的程序会提示：“the value must be greater than 0”，这与实际情况不符。抛出ValueError异常的部分并不是math.log10()函数，而是float()函数。

调用float('abcde')时，由于所给字符串不能转化为浮点数，Python会抛出一个“ValueError: could not convert string to float: abcde”的异常。这个异常包含两部分的内容：前面的部分表示异常的类型，后面的部分表示异常的具体说明。

在except块中，我们可以这样获得异常的具体信息：

利用这种方式，我们首先将捕获到的异常保存在变量e中，并用属性.message查看相关的说明信息。

为了得到异常的具体信息，修改except块的部分：

运行后，当我们输入非法值时，就能得到异常的具体信息：

4. 抛出异常

在程序运行过程中，我们可以使用关键字raise抛出异常。

例如，当变量month为不合法的月份时抛出异常：

抛出的异常类型为ValueError，括号中为具体说明信息。

5. finally关键字

异常处理时，我们还可以加入一个以关键字finally开头的代码块，其作用为：不管try块中的代码是否抛出异常，finally块中的内容总是会被执行。

没有异常时，finally块会在try块的代码执行完毕后执行；出现异常时，finally块会在抛出异常前执行。因此，finally块可以用来作为程序抛出异常时的安全保证，比如确保打开的文件被正确关闭。

例如，一个没有异常的finally块：

如果异常被except块处理了，finally块在异常被处理后执行：

finally块的执行顺序总结如下：

● 没有异常，try块结束后执行；

● 异常抛出，except块没有处理异常，在抛出异常前执行；

● 异常抛出，except块处理了异常，在异常被处理后执行。

2.5.2 警告

在Python中，警告（Warning）通常用来告知用户某种做法是不好的，但这种做法不会影响程序的正常运行。

使用警告需要预先导入相关的模块：

In [1]: import warnings

然后调用warnings模块中的warn函数来抛出警告：

warn(msg, WarningType = UserWarning)

msg是警告的提示信息，WarningType参数用来指定警告的类型，如果不指定，默认的类型是UserWarning（用户警告）：

In [2]: warnings.warn("test")

C:\Miniconda2\Scripts\ipython-script.py:1: UserWarning: test

常见的警告类型主要有：

● Warning，所有警告的父类，所有的警告都能看成一个Warning类；

● UserWarning，用户警告，warn函数的默认类型；

● DeprecationWarning，表示用户使用了未来会被废弃的功能；

● FutureWarning，表示用户使用了未来可能会改变的功能；

● RuntimeWarning，运行时警告。

有时候，我们在运行程序时不希望看见某种类型的警告，可以使用warnings模块中的filterwarnings来进行筛选：

在程序运行时，所有RuntimeWarning类型的警告都不会被显示。