1、异常概述
在程序运行过程中，经常会遇到各种各样的错误，这些错误统称为“异常”。
这些异常有的是由于开发者将关键字敲错，这类错误产生的是SyntaxError:invalid syntax（无效语法），这将直接导致程序不能运行。这类异常是显式的，在开发阶段很容易被发现。
还有一类是隐式的，通常和使用者的操作有关。
| 异常 | 描述 |
| NameError | 尝试访问一个没有声明的变量引发的错误 |
| IndexError | 索引超出序列范围引发的错误 |
| IndentationError | 缩进错误 |
| ValueError | 传入的值错误 |
| KeyError | 请求一个不存在的字典关键字引发的错误 |
| IOError | 输入输出错误（如要读取的文件不存在） |
| ImportError | 当import语句无法找到模块或from无法在模块中找到相应的名称时引发的错误 |
| AttributeError | 尝试访问未知的对象属性引发的错误 |
| TypeError | 类型不合适引发的错误 |
| MemoryError | 内存不足 |
| ZeroDivisionError | 除数为0引发的错误 |
1.1 模拟幼儿园分苹果
【任务描述】
幼儿园每天都要分苹果，老师每次口头计算都比较麻烦，请定义一个模拟分苹果的函数division（）。在改函数中，要求输入苹果的数量和小朋友的数量，然后应用除法算式计算分配的结果（不能有小数），输出每人分配的苹果树和剩余的苹果数。
def division():
'''功能：分苹果'''
print('\n==========分苹果===========')
apple = int(input("请输入苹果的数量："))
children = int(input("请输入小朋友个数："))
result = apple/children
remain = apple - result*children
if remain > 0:
print(apple,"个苹果，平均分给",children,"个小朋友，每人分",result,"个，剩下",remain,"个")
else:
print(apple,"个苹果，平均分给",children,"个小朋友，每人分",result,"个")
if __name__ == "__main__":
division()1.2 模拟幼儿园分苹果（除数不为0）
【任务描述】
在1.1中写出了分苹果的函数，正常情况下可以运行，但是在输入小朋友人数为0的时候程序报错，这是不允许的，希望通过异常捕获的方法，捕捉这个异常。
def division():
'''功能：分苹果'''
print('\n==========分苹果===========')
apple = int(input("请输入苹果的数量："))
children = int(input("请输入小朋友个数："))
result = apple/children
remain = apple - result*children
if remain > 0:
print(apple,"个苹果，平均分给",children,"个小朋友，每人分",result,"个，剩下",remain,"个")
else:
print(apple,"个苹果，平均分给",children,"个小朋友，每人分",result,"个")
if __name__ == "__main__":
try:
division()
except ZeroDivisionError:
print("\n出错，苹果不能被0个小朋友分！")运行结果：
2、异常处理语句
在程序开发时，有些错误并不是每次运行都会出现。例如1.1，只要输入的数据符合程序的要求，程序就可以正常运行，否则将抛出异常并停止运行。
假设在输入苹果的数量时，输入了23.5，那么将抛出如下图所示的异常
这时，就需要在开发程序时对可以出现异常的情况进行处理。
2.1 try...except语句
语法格式：
try：
block1
except [exceptionname [as alias]]:
block2
参数说明：
block1：表示可能出现的错误的代码块
exceptionname [as alias]：可选参数，用于指定要捕获的异常。其中，ExceptName表示要捕获的异常名称，如果在其右侧加上as alias，则表示为当前的异常指定一个别名，通过改别名，可以记录异常的具体内容。
说明：
- 在使用try...except语句捕获异常时，如果在except后面不指定异常名称，则表示捕获全部异常。
- block2：表示进行异常处理的代码块。在这里可以输出固定的提示信息，也可以通过别名输出异常的具体内容。
- 使用try...except语句捕获异常后，当程序出错时，输出错误信息后，程序会继续执行。
从上图能看出，输入了小数，抛出ValueError（传入值的错误）异常。要解决改问题，可以在1.2代码中为try...except语句在添加一个except语句，用于处理抛出ValueError异常的情况。
def division():
'''功能：分苹果'''
print('\n==========分苹果===========')
apple = int(input("请输入苹果的数量："))
children = int(input("请输入小朋友个数："))
result = apple//children
remain = apple - result*children
if remain > 0:
print(apple,"个苹果，平均分给",children,"个小朋友，每人分",result,"个，剩下",remain,"个")
else:
print(apple,"个苹果，平均分给",children,"个小朋友，每人分",result,"个")
if __name__ == "__main__":
try:
division()
except ZeroDivisionError:
print("\n出错，苹果不能被0个小朋友分！")
except ValueError as e:
print('输入错误',e)运行结果：
多学两招：
在捕获异常时，如果需要同时处理多个异常也可以采用下面的代码实现：
try:
division()
except (ZeroDivisionError,ValueError) as e:
print("输入错误",e)即在except语句后面使用一对小括号将可能出现的异常名称括起来，多个异常名称之间使用逗号隔开。如果想要显示具体的出错原因，那么再加上as指定一个别名。
2.2 try...except...else语句
语法格式：
try:
# 代码段1
pass
except name:
# 代码段2
pass
else:
# 代码段3
pass
就是再原来try...except语句的基础上再添加了一个else子句，用于指定当try语句块中没有发现异常时要执行的语句块。该语句块中的内容当try语句中发现异常时，将不被执行。
例如，对2.1进行修改，实现当division()函数被执行后没有抛出异常时，输出文件”分苹果顺利完成！！”。
def division():
'''功能：分苹果'''
print('\n==========分苹果===========')
apple = int(input("请输入苹果的数量："))
children = int(input("请输入小朋友个数："))
result = apple/children
remain = apple - result*children
if remain > 0:
print(apple,"个苹果，平均分给",children,"个小朋友，每人分",result,"个，剩下",remain,"个")
else:
print(apple,"个苹果，平均分给",children,"个小朋友，每人分",result,"个")
if __name__ == "__main__":
try:
division()
except ZeroDivisionError:
print("\n出错，苹果不能被0个小朋友分！")
except ValueError as e:
print('输入错误',e)
else:
print('分苹果顺利完成！！') 
2.3 try...except...finally语句
完整的异常处理语句应该包含finally代码块，通常情况下，无论程序中有无异常产生，finally块中的代码都会被执行。
语法格式：
try：
block1
except [exceptionname [as alias]]:
block2
finally:
block3
对于try...except...finally语句的理解并不复杂，它只是比try...except语句多了一个finally语句，如果程序中有一些在任何情形中都必须执行的代码，那么就可以将它们放在finally代码块中。
说明：
- 使用except子句是为了允许处理异常。无论是否引发了异常，使用finally子句都可以执行清理代码。如果分配了有限的资源（如打开文件），则应将释放这些资源的代码放置在finally代码块中。
例如对2.2进行修改，实现当division（）函数在执行时无论是否抛出异常，都输出文字“进行了一次分苹果操作”。
def division():
'''功能：分苹果'''
print('\n==========分苹果===========')
apple = int(input("请输入苹果的数量："))
children = int(input("请输入小朋友个数："))
result = apple//children
remain = apple - result*children
if remain > 0:
print(apple,"个苹果，平均分给",children,"个小朋友，每人分",result,"个，剩下",remain,"个")
else:
print(apple,"个苹果，平均分给",children,"个小朋友，每人分",result,"个")
if __name__ == "__main__":
try:
division()
except ZeroDivisionError:
print("\n出错，苹果不能被0个小朋友分！")
except ValueError as e:
print('输入错误',e)
else:
print('分苹果顺利完成！！')
finally:
print('进行了一次分苹果操作')运行结果：
2.4 使用raise语句抛出异常
如果某个函数或方法可能会产生异常，但不想在当前函数或方法中处理这个异常，则可以使用raise语句在函数或方法中抛出异常。
语法格式：
raise [ExceptionName[(reason)]
其中，ExceptionName[(reason)]为可选参数，用于指定抛出的异常名称以及异常信息的相关描述。如果省略，就会把当前的错误原样抛出。
说明：ExceptionName[(reason)]参数中的“（reason）”也可以省略，如果省略，那么在抛出异常时，不附带任何描述信息。
2.5 模拟幼儿园分苹果（使用raise抛出异常）
【任务描述】
在1.2中我们写处理分苹果的函数，现在学校要求小朋友至少分到一个苹果，如果每个小朋友没有平均分到一个苹果则抛出错误，并把“苹果太少，不够分！！！打印在屏幕上”。
def division():
'''功能：分苹果'''
print("\n=======分苹果===========")
apple = int(input("请输入苹果数量："))
children = int(input("请输入小朋友个数："))
if apple < children:
raise ValueError("苹果太少，不够分！！！")
result = apple// children
remain = apple - result*children
if remain>0:
print(apple,"个苹果，平均分给",children,"个小朋友，每人分",result,"个，剩下",remain,"个")
else:
print(apple,"个苹果，平均分给", children, "个小朋友，每人分", result, "个，剩下", remain, "个")
if __name__ == "__main__":
try:
division()
except ZeroDivisionError:
print("\n出错！！！苹果不能够被0个小朋友分")
except ValueError as e:
print("出错了",e)运行结果：
说明：在应用raise抛出异常时，要尽量选择合理的异常对象，而不应该抛出一个与实际内容不相关的异常。
3、程序调试
在程序开发过程中，免不了会出现一些错误，有语法方面的，也有逻辑方面的。对于语法方面的好检测，因为程序会直接停止，并且给出错误的提示。
对于逻辑错误就不太容易发现了，因为程序可能会一直执行下去，但结果是错误的。
3.1 使用自带的IDLE进行程序调试
多数的集成开发工具都提供了程序调试功能。
例如，我们一直使用的IDLE，也提供了程序调试功能。使用IDLE进行程序调试的基本步骤如下：
（1）打开IDLE（Python Shell），在主菜单上选择“Debug”→“Debugger"菜单项，将打开Debug Control对话框（此时该对话框时空白的），同时Python Shell窗口中将显示”[DEBUG ON]“（表示以及处于调试状态。如下图：
（2）在Python Shell窗口中，选择”File“ → ”Open“菜单项，打开要调试的文件，这里我打开之前写的模拟幼儿园分苹果.py文件，然后添加需要的断点。
说明：断点的作用：设置断点后，程序执行到断点时就会暂时中断执行，程序可以随时继续。
添加断点的方法是： 在想要添加断点的行上，单击鼠标右键，在弹出的快捷菜单中选择”Set Breakpoint“菜单项。添加断点的行将以黄色底纹标记，如下图：
说明：如果想要删除已经添加的断点，可以选中已经添加断点的行，然后单击鼠标右键，在弹出的快捷菜单中选中”Clear Breakpoint“菜单项。
（3）添加所需的断点（添加断点的原则是：程序执行到这个位置时，想要查看某些变量的值，就在这个位置添加一个断点）后，按下快捷键【F5】，执行程序，这时Debug Control对话框中将显示程序的执行信息，选中Globals复选框，将显示全局变量，默认只显示局部变量。此时的Debug Control对话框如下图：
（4）在上图所示的调试工具栏中，提供了5个工具按钮。这里单击“Go”按钮继续执行程序，直到所设置的第一个断点。由于在py文件中，第一个断点之前需要获取用户的输入，所以需要在Python Shell窗口中输入苹果和小朋友的数量。输入后Debug Control窗口的数据将发生变化，如下图：
说明：在调试工具栏中的5个按钮的作用为：Go按钮用于执行跳至断点操作；Step按钮用于进入要执行的函数；Over按钮表示单步执行；Out按钮表示跳出所在的函数；Quit按钮表示结束调试。
（5）继续单击“Go”按钮，将执行到下一个断点，查看变量的变化，直到全部断点都执行完毕。
程序调试完毕后，可以关闭Debug Control窗口，此时在Python Shell窗口将显示“[DEBUG OFF]"（表示已经结束调试）。
3.2 使用assert语句调试程序
Python提供了assert语句来调试程序。assert的中午意思是断言，它一般用于对程序某个时刻必须满足的条件进行验证。
基本语法：
assert expression [,reason]
参数说明：
expression：条件表达式，如果该表达式的值为真时，什么都不做，如果为假时，则抛出AssertionError异常。文章来源：https://www.toymoban.com/news/detail-471190.html
Reason：可选参数，用于对判断条件进行描述为了以后更好地知道哪里出现了问题。文章来源地址https://www.toymoban.com/news/detail-471190.html
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