Python異常編程技巧

aboutU 發(fā)布于2019-07-25 10:38 / 1203人閱讀

摘要：與異常相關(guān)的編程藝術(shù)異常代替返回狀態(tài)碼我們經(jīng)常需要編寫一些工具類的函數(shù)，往往在這些函數(shù)的處理流程中，會(huì)產(chǎn)生很多的狀態(tài)而這些狀態(tài)也是調(diào)用者需要得到的信息。

編程中經(jīng)常會(huì)需要使用到異常處理的情況，在閱讀了一些資料后，整理了關(guān)于異常處理的一些小技巧記錄如下。

如何自定義異常 定義異常類

在實(shí)際編程中，有時(shí)會(huì)發(fā)現(xiàn)Python提供的內(nèi)建異常的不夠用，我們需要在特殊業(yè)務(wù)場(chǎng)景下的異常。這時(shí)就需要我們來定義自己的異常。按照Python約定俗成的習(xí)慣，用戶定義的異常一般都是繼承于Exception類，由它開始拓展。后面我們可以看到這樣做在捕獲異常的時(shí)候會(huì)帶來很大的便利。

>>> class MyError(Exception):
        pass

>>> raise MyError(u"something error")
Traceback (most recent call last):
  File "", line 1, in 
__main__.MyError: something error

API異常相關(guān)的技巧

API的異常分為定義異常與調(diào)用API時(shí)如何捕獲異常兩個(gè)部分，這二者相輔相成。

定義API異常的技巧

在自己編寫API的時(shí)候，應(yīng)該定義Root Exception——API中的根異常，其它異常都繼承于它。這樣的做法有兩個(gè)好處：

API代碼層次更清晰

API與調(diào)用程序代碼隔離

假設(shè)存在如下場(chǎng)景：需要做一個(gè)鏈接數(shù)據(jù)庫服務(wù)的模塊。提供一個(gè)connect函數(shù)用于鏈接。那么，在鏈接的過程中，就會(huì)發(fā)生以下幾種情況：

socket連接超時(shí)

socket拒絕連接

針對(duì)以上的情況，我們?cè)谀K中定義幾個(gè)異常：

# database.py
class Error(Exception):
    """Root exception for all exceptions raised by this module."""
    
class SocketTimeError(Error):
    pass

class SocketRefuseError(Error):
    pass
    
def connect():
    pass

調(diào)用API時(shí)異常捕獲的技巧

這樣在調(diào)用API的時(shí)候就可以這樣使用：

try:
    connect()
except SocketTimeError as err:
    log.error(err)
except SocketRefuseError as err:
    log.error(err)
except Error as err:
    log.error("API Unexpected error:%s" % err)
except Exception:
    log.error("API bug cause exception.")

這樣精確定義多個(gè)異常，使得代碼層次清晰，增強(qiáng)了可讀性。值得注意的是：在代碼的最后還捕獲了Error以及Exception兩個(gè)異常，這兩個(gè)操作分別對(duì)應(yīng)于可拓展性與健壯性的目的。

捕獲Root Exception以提高可拓展性：

我們知道，在實(shí)際鏈接數(shù)據(jù)庫時(shí)，還可能會(huì)出現(xiàn)用戶沒有登陸權(quán)限等問題。所以，我們需要在下一個(gè)版本中加入PermissionDeny這個(gè)異常。但是，舊的調(diào)用代碼已經(jīng)寫好了，如果忘記修改的話，這個(gè)異常可能就會(huì)無法被處理，進(jìn)而使得調(diào)用的程序奔潰。處于這樣的考慮，我們?cè)谡{(diào)用API的時(shí)候，就應(yīng)該再捕獲API的Root Exception，即使之后新加入了其它的異常，在這一個(gè)except中也能被捕獲而不影響調(diào)用程序。使得API模塊的可拓展性得到了提高。

捕獲Exception以提高健壯性：

在調(diào)用API的時(shí)候，難免可能出現(xiàn)API內(nèi)部存在bug的情況。這個(gè)時(shí)候如果捕獲了Exception的話，就算API內(nèi)部因?yàn)閎ug發(fā)生了異常，也不會(huì)影響到調(diào)用程序的正常運(yùn)行。

從這兩點(diǎn)中可以看出，要達(dá)到這種效果，其實(shí)都要依賴于常規(guī)異常繼承于Exception類這個(gè)規(guī)矩。這樣的架構(gòu)劃分所帶來的好處是顯而易見的。

與異常相關(guān)的編程藝術(shù) 異常代替返回狀態(tài)碼

我們經(jīng)常需要編寫一些工具類的函數(shù)，往往在這些函數(shù)的處理流程中，會(huì)產(chǎn)生很多的狀態(tài)；而這些狀態(tài)也是調(diào)用者需要得到的信息。很多時(shí)候，會(huì)用一些具有意義的返回值來表示函數(shù)處理的狀態(tài)。
比如：

def write(content):
    if isinstance(content, basestring):
        f_handler = open("file.txt", "w")
        try:
            f_handler.write(context)
            except Exception:
                return -2    # write file fail
        else:
            return 0    # write file succcess
        finally:
            f_hanlder.close()
    else:
        return -1    # arg type error

調(diào)用代碼：

result = write()
if result == -1:
    log.error(u"type error")
elif result = -2:
    log.error(u"write error")
else:
    log.info("ok")

這種狀態(tài)碼的方式使用起來特別的不方便，調(diào)用者還需要去理解每個(gè)狀態(tài)碼的意義，帶來其它的學(xué)習(xí)成本；而且用if-else結(jié)構(gòu)也不易于后期的程序拓展。所以，我們可以使用觸發(fā)異常來代替返回狀態(tài)碼，每個(gè)異常名其實(shí)就包含了狀態(tài)的意義在內(nèi)(命名的藝術(shù))，使用起來也更好理解。

使用異常的方式：

class Error(Exception):
    pass
    
class OpenFileError(Error):
    pass
    
class WriteContentError(Error):
    pass    

def write(content):
    if isinstance(content, basestring):
        f_handler = open("file.txt", "w")
        try:
            f_handler.write(context)
            except Exception:
                raise WriteContentError
        finally:
            f_hanlder.close()
    else:
        raise OpenFileError

調(diào)用代碼：

try:
    write()
except OpenFileError as e:
    log.error(e)
except WriteContentError as e:
    log.error(e)
except Error:
    log.error("API Error")
except Exception
    log.error("API Bug")    
else:
    log.info("ok")

結(jié)合上面一點(diǎn)提到的使用API時(shí)的異常捕獲，使得調(diào)用代碼變得更佳靈活。

異常處理與流程控制

錯(cuò)誤處理很重要，但如果它搞亂了代碼邏輯，就是錯(cuò)誤的做法

將異常處理與正常流程控制混為一談時(shí)，代碼是十分丑陋的。我們應(yīng)該將二者分離，最好的做法就是將異常代碼塊抽離到另外的函數(shù)中。

try:
    action_a()
    action_b()
    action_c()
except ActionException as e:
    log.error(e)
else:
    action_d()

將異常處理分離：

def action_executor():
    action_a()
    action_b()
    action_c()
    
def action():
    try:
        action_executor()
    except ActionException as e:
        log.error(e)
        
action()
action_d()

參考資料

《clean code》

《Python3 OOP》

《effective python》

python官方手冊(cè)

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捕獲Root Exception以提高可拓展性：

捕獲Exception以提高健壯性：

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