處理例外狀況

5 分鐘

當您第一次發現將大型追蹤顯示為輸出的例外狀況時，您可能會想要攔截每個錯誤，以避免發生該錯誤。

如果您在 Mars 的任務中，若導覽系統上的文字顯示「發生錯誤」，您該怎麼做？假設沒有其他資訊或內容，只有閃爍的紅燈與錯誤文字。身為開發人員，將自己放在程式的另一端很有用：發生錯誤時，使用者可以做什麼？

雖然本課程模組涵蓋如何藉由攔截例外狀況來進行處理，但不需要隨時攔截例外狀況。有時候，讓例外狀況引發很有用，其他呼叫者即可處理錯誤。

嘗試和例外區塊

讓我們使用導覽器範例來建立程式碼，以開啟 Mars 任務的組態檔。組態檔可能有各種問題，因此當問題出現時，精確回報問題非常重要。我們知道，如果檔案或目錄不存在，就會引發 FileNotFoundError。如果我們想要處理該例外狀況，可以使用 try 和 except 區塊來執行該作業：

try:
     open('config.txt')
except FileNotFoundError:
     print("Couldn't find the config.txt file!")

Couldn't find the config.txt file!

在 try 關鍵字之後，您會新增可能造成例外狀況的程式碼。接下來，您會新增 except 關鍵字以及可能的例外狀況，後面接著任何需要在該情況發生時執行的程式碼。因為 config.txt 不存在於系統中，所以 Python 會列印組態檔不存在。 try 和 except 區塊以及有用的訊息會防止追蹤，但仍會通知使用者相關問題。

雖然不存在的檔案很常見，但這不是您可能發現的唯一錯誤。無效的檔案權限可能會防止讀取檔案，即使檔案存在也一樣。讓我們在 Visual Studio Code 中建立名為 config.py 的新 Python 檔案。將下列程式碼新增至尋找並讀取導覽系統的組態檔的檔案:

def main():
    try:
        configuration = open('config.txt')
    except FileNotFoundError:
        print("Couldn't find the config.txt file!")


if __name__ == '__main__':
    main()

接著，建立名為 config.txt 的目錄。嘗試呼叫 config.py 檔案，以查看應該與此類似的新錯誤：

python3 config.py

Traceback (most recent call last):
  File "/tmp/config.py", line 9, in <module>
    main()
  File "/tmp/config.py", line 3, in main
    configuration = open('config.txt')
IsADirectoryError: [Errno 21] Is a directory: 'config.txt'

處理此錯誤的沒用方法會是攔截所有可能的例外狀況，以防止追蹤。如需了解擷取所有例外狀況的原因，請藉由更新 config.py 檔案中新建立的 main() 函式來嘗試:

def main():
    try:
        configuration = open('config.txt')
    except Exception:
        print("Couldn't find the config.txt file!")

現在，在 config.txt 目錄所在且具有不當權限的相同位置，再次執行程式碼：

python3 config.py

Couldn't find the config.txt file!

現在問題在於錯誤訊息不正確。目錄確實存在，但其具有不同的權限，Python 無法予以讀取。當您處理軟體錯誤時，有下列錯誤可能會使人沮喪：

未指出真正的問題為何。
提供不符合實際問題的輸出。
未提示可採取哪些動作來修正問題。

讓我們修正這一段程式碼，以解決上述所有挫折。恢復為攔截 FileNotFoundError ，然後新增另一個 except 區塊以攔截 PermissionError：

def main():
    try:
        configuration = open('config.txt')
    except FileNotFoundError:
        print("Couldn't find the config.txt file!")
    except IsADirectoryError:
        print("Found config.txt but it is a directory, couldn't read it")

現在，在 config.txt 目錄所在的同一位置再次加以執行:

python3 config.py

Found config.txt but couldn't read it

現在刪除 config.txt 目錄，以確保會改為觸達第一個 except 區塊：

 rm -f config.txt
 python3 config.py

Couldn't find the config.txt file!

當錯誤屬於類似的本質，而且不需要個別進行處理時，您可以在 except 行中使用括弧，將例外狀況群集在一起。例如，如果導覽系統負載沉重，而且檔案系統變得太忙碌，則一起攔截 BlockingIOError 和 TimeOutError 會很合理：

def main():
    try:
        configuration = open('config.txt')
    except FileNotFoundError:
        print("Couldn't find the config.txt file!")
    except IsADirectoryError:
        print("Found config.txt but it is a directory, couldn't read it")
    except (BlockingIOError, TimeoutError):
        print("Filesystem under heavy load, can't complete reading configuration file")

提示

雖然您可以將例外狀況群集在一起，但只有在不需要個別處理例外狀況時，才這麼做。避免將許多例外狀況群集在一起，以提供一般化錯誤訊息。

如果您需要存取與例外狀況相關聯的錯誤，您必須更新 except 行以包含 as 關鍵字。如果例外狀況太過普通，則錯誤訊息可能很有用：

try:
    open("mars.jpg")
except FileNotFoundError as err:
     print("Got a problem trying to read the file:", err)

Got a problem trying to read the file: [Errno 2] No such file or directory: 'mars.jpg'

在此情況下，as err 表示 err 變成以例外狀況物件作為值的變數。然後，它會使用此值來列印與例外狀況相關聯的錯誤訊息。使用此技巧的另一個原因是直接存取錯誤的屬性。例如，如果您攔截的是更為普通的 OSError 例外狀況，也就是 FilenotFoundError 和 PermissionError 的父代例外狀況，您可經由 .errno 屬性來分辨它們：

try:
    open("config.txt")
except OSError as err:
     if err.errno == 2:
         print("Couldn't find the config.txt file!")
     elif err.errno == 13:
        print("Found config.txt but couldn't read it")

Couldn't find the config.txt file!

一律嘗試使用可為程式碼提供最佳可讀性並協助未來維護的技巧。有時候，必須使用較不易讀取的程式碼，以在錯誤發生時提供更好的使用者體驗。

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