牛逼！Python錯誤、異常和模塊（長文系列第4篇）
系列第四篇主要講兩方面，錯誤和異常以及模塊。在編程時遇見錯誤信息在所難免，Python中會也有很多種錯誤信息，常見的兩種就是語法錯誤和邏輯錯誤，邏輯錯誤的種類有很多，占據(jù)了異常中大部分位置，下面就開始介紹一下這兩個概念的相關(guān)知識。
錯誤和異常
語法錯誤
語法錯誤英文表示為SyntaxError，后面會跟著一些關(guān)于錯誤的解釋信息，方便你查找語句中的bug，如下：
In [5]: print('naitangmao)
File "<ipython-input-5-d5b793a8884b>", line 1
print('naitangmao)
^
SyntaxError: EOL while scanning string literal
語法錯誤顧名思義就是你的代碼語句寫錯了，比如上面這個語句的錯誤就是少了一個引號。發(fā)生錯誤后，解釋器會給出文件的名字和錯誤行號，以及在錯誤行下面有一個"^"，這個提示你代碼出錯的位置，一般會位于箭頭前面，這些提示會便于編寫者盡快找出錯誤。
異常
有的時候一行代碼在語法上可能沒有什么錯誤，但是執(zhí)行的時候解釋器也會報紅，這種錯誤信息可以稱為異常，和語法錯誤相比，異常的種類更多也更加常見。
舉兩個簡單的例子：
In [6]: print(1/0)
---------------------------------------------------------------------------
ZeroDivisionError Traceback (most recent call last)
<ipython-input-6-2fc232d1511a> in <module>
----> 1 print(1/0)
ZeroDivisionError: division by zero
都知道0是不能作為分母出現(xiàn)的，所以Python就會給出一個ZeroDivisionError，并提醒你這是一個零除錯誤。
In [9]: 1+'1'
---------------------------------------------------------------------------
TypeError Traceback (most recent call last)
<ipython-input-9-d3bd1e37a107> in <module>
----> 1 1+'1'
TypeError: unsupported operand type(s) for +: 'int' and 'str'
整形與字符串之間不存在加法運(yùn)算，解釋器分析出后會給出一個TypeError，這是一個類型錯誤，并且在后面給出錯誤的解釋。
異常處理
對于Python解釋器而言，如果一段程序中某個部分出現(xiàn)了異常，那么其后面的代碼將不會被運(yùn)行，但Python中有方法可以對異常進(jìn)行處理，讓異常不報紅，進(jìn)而幫助整個程序完成運(yùn)行，這種行為稱作捕獲異常，以try ... except語句組合實現(xiàn)。
In [11]: a = 1;b = '2'
In [12]: try:
...: print(a+b)
...: except TypeError:
...: print('類型錯誤！')
類型錯誤！
捕獲異常實現(xiàn)的過程：
1.執(zhí)行try和except關(guān)鍵字之間的部分 2.如果沒有異常發(fā)生，except子句在try語句執(zhí)行完畢后就被忽略了。 3.如果在 try 子句執(zhí)行過程中發(fā)生了異常，那么該子句其余的部分就會被忽略。如果異常匹配于except關(guān)鍵字后面指定的異常類型，就執(zhí)行對應(yīng)的except子句。然后繼續(xù)執(zhí)行try/except語句之后的代碼。 4.如果發(fā)生了一個異常，在except子句中沒有與之匹配的分支，它就會傳遞到上一級try語句中。如果最終仍找不到對應(yīng)的處理語句，它就成為一個未處理異常，終止程序運(yùn)行，顯示提示信息。
為了避免第4條情況產(chǎn)生，在except語句中可以使用所有異常的父類Exception，這樣就囊括了所有異常可能發(fā)生的狀況：
In [15]: try:
...: print(a+b)
...: except Exception as e:
...: print(e)
unsupported operand type(s) for +: 'int' and 'str'
拋出異常
利用raise語句可以主動拋出一個異常，但拋出的異常必須是要繼承于Exception的異常類或者異常示例。
In [16]: raise NameError('naitangmao')
---------------------------------------------------------------------------
NameError Traceback (most recent call last)
<ipython-input-16-b751158801b2> in <module>
----> 1 raise NameError('naitangmao')
NameError: naitangmao
除此上面介紹之外，用戶還可以根據(jù)自己的需求自己定義異常，不再過多介紹，建議掌握的部分是每種異常出現(xiàn)的原因以及異常處理的方法。
模塊
第二部分就是模塊，我們有時可能會在不同文件之間利用同一個函數(shù)，笨一點的做法就是copy來copy去，Python提供了一個機(jī)制可以在將一個文件中的內(nèi)容導(dǎo)入另一個文件中使用，這樣的文件就可以稱為模塊，需要注意的是并不是任何一個文件都可以當(dāng)做模塊，而必須是包含Python定義和聲明的文件。
舉一個簡單的小例子幫助理解上面這段話，首先可以創(chuàng)建一個odd_num.py文件，然后這個文件中只有一個函數(shù)，功能是實現(xiàn)過濾掉一個范圍內(nèi)的偶數(shù)：
In [18]: def odd(n):
...: result = []
...: for i in range(n):
...: if i % 2 != 0:
...: result.append(i)
...: return result
然后我們可以在另一個文件中導(dǎo)入這個模塊，如果我們想使用這個函數(shù)的話，就可以通過模塊名.函數(shù)名的方法調(diào)用該函數(shù)，如下：
In [20]: import odd_num
In [21]: odd_num.odd(20)
Out[21]: [1, 3, 5, 7, 9, 11, 13, 15, 17, 19]
如果你只想用一個模塊中的某個子模塊，那么在導(dǎo)入時就可以指明需要導(dǎo)入的部分，這樣子模塊就可以單獨(dú)使用，不必在以模塊名.函數(shù)名的形式：
In [22]: from odd_num import odd
In [23]: odd(20)
Out[23]: [1, 3, 5, 7, 9, 11, 13, 15, 17, 19]
如果你還想偷懶的話，可以利用'*'的形式導(dǎo)入,這種寫法是導(dǎo)入一個模塊中的所有子模塊：
In [24]: from odd_num import *
這種方法往往是不被推薦的，因為會讓代碼的可讀性變差。
如果你有很多自定義的模塊，為了更加規(guī)范、易找，那么你就可以將這些模塊存入一個"包"中，需要注意的是，這個包中比如要有一個名為__init__.py的文件，這個文件可以為空但必須存在，然后導(dǎo)入包中模塊的方式就是包名.模塊名。
Python本身也有自帶的模塊庫，有一部分模塊是內(nèi)置于解釋器之中，然后用戶可以直接訪問這類模塊的接口，很大程度上提高了效率，比如time、sys等等。如果你對于一個模塊比較陌生，你可以利用dir()函數(shù)搜索某個模塊的定義，返回的結(jié)果是一個列表，其中包括模塊內(nèi)的方法、可供調(diào)用的接口等等。
In [24]:dir(time)
Out[24]:['_STRUCT_TM_ITEMS', '__doc__', '__loader__','__name__','__package__','__spec__','altzone','asctime','ctime','daylight',
'get_clock_info','gmtime','localtime','mktime','monotonic','monotonic_ns','perf_counter','perf_counter_ns','process_time',
'process_time_ns','sleep','strftime','strptime','struct_time','thread_time','thread_time_ns','time','time_ns','timezone','tzname']
綜上是對錯誤和異常、模塊兩方面常用知識的一些概括，如果你對更高階的使用感興趣可以查找Python的官方文檔，里面會有更加詳細(xì)的介紹。
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