在程序運行的過程中，如果發生了錯誤，可以事先約定返回一個錯誤代碼，這樣，就可以知道是否有錯，以及出錯的原因。在操作系統提供的調用中，返回錯誤碼非常常見。比如打開文件的函數open()，成功時返回文件描述符（就是一個整數），出錯時返回-1。
用錯誤碼來表示是否出錯十分不便，因為函數本身應該返回的正常結果和錯誤碼混在一起，造成調用者必須用大量的代碼來判斷是否出錯：
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def foo(): r = some_function() if r==(-1): return (-1) # do something return rdef bar(): r = foo() if r==(-1): print 'Error' else: pass |
一旦出錯，還要一級一級上報，直到某個函數可以處理該錯誤（比如，給用戶輸出一個錯誤信息）。
所以高級語言通常都內置了一套try...except...finally...的錯誤處理機制，Python也不例外。
try
讓我們用一個例子來看看try的機制：
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try: print 'try...' r = 10 / 0 print 'result:', rexcept ZeroDivisionError, e: print 'except:', efinally: print 'finally...'print 'END' |
當我們認為某些代碼可能會出錯時，就可以用try來運行這段代碼，如果執行出錯，則后續代碼不會繼續執行，而是直接跳轉至錯誤處理代碼，即except語句塊，執行完except后，如果有finally語句塊，則執行finally語句塊，至此，執行完畢。
上面的代碼在計算10 / 0時會產生一個除法運算錯誤：
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try...except: integer division or modulo by zerofinally...END |
從輸出可以看到，當錯誤發生時，后續語句print 'result:', r不會被執行，except由于捕獲到ZeroDivisionError，因此被執行。最后，finally語句被執行。然后，程序繼續按照流程往下走。
如果把除數0改成2，則執行結果如下：
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try...result: 5finally...END |
由于沒有錯誤發生，所以except語句塊不會被執行，但是finally如果有，則一定會被執行（可以沒有finally語句）。
你還可以猜測，錯誤應該有很多種類，如果發生了不同類型的錯誤，應該由不同的except語句塊處理。沒錯，可以有多個except來捕獲不同類型的錯誤：
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try: print 'try...' r = 10 / int('a') print 'result:', rexcept ValueError, e: print 'ValueError:', eexcept ZeroDivisionError, e: print 'ZeroDivisionError:', efinally: print 'finally...'print 'END' |
int()函數可能會拋出ValueError，所以我們用一個except捕獲ValueError，用另一個except捕獲ZeroDivisionError。
此外，如果沒有錯誤發生，可以在except語句塊后面加一個else，當沒有錯誤發生時，會自動執行else語句：
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try: print 'try...' r = 10 / int('a') print 'result:', rexcept ValueError, e: print 'ValueError:', eexcept ZeroDivisionError, e: print 'ZeroDivisionError:', eelse: print 'no error!'finally: print 'finally...'print 'END' |
Python的錯誤其實也是class，所有的錯誤類型都繼承自BaseException，所以在使用except時需要注意的是，它不但捕獲該類型的錯誤，還把其子類也“一網打盡”。比如：
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try: foo()except StandardError, e: print 'StandardError'except ValueError, e: print 'ValueError' |
第二個except永遠也捕獲不到ValueError，因為ValueError是StandardError的子類，如果有，也被第一個except給捕獲了。
Python所有的錯誤都是從BaseException類派生的，常見的錯誤類型和繼承關系看這里：
https://docs.python.org/2/library/exceptions.html#exception-hierarchy
使用try...except捕獲錯誤還有一個巨大的好處，就是可以跨越多層調用，比如函數main()調用foo()，foo()調用bar()，結果bar()出錯了，這時，只要main()捕獲到了，就可以處理：
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def foo(s): return 10 / int(s)def bar(s): return foo(s) * 2def main(): try: bar('0') except StandardError, e: print 'Error!' finally: print 'finally...' |
也就是說，不需要在每個可能出錯的地方去捕獲錯誤，只要在合適的層次去捕獲錯誤就可以了。這樣一來，就大大減少了寫try...except...finally的麻煩。
調用堆棧
如果錯誤沒有被捕獲，它就會一直往上拋，最后被Python解釋器捕獲，打印一個錯誤信息，然后程序退出。來看看err.py：
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# err.py:def foo(s): return 10 / int(s)def bar(s): return foo(s) * 2def main(): bar('0')main() |
執行，結果如下：
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$ python err.pyTraceback (most recent call last): File "err.py", line 11, in <module> main() File "err.py", line 9, in main bar('0') File "err.py", line 6, in bar return foo(s) * 2 File "err.py", line 3, in foo return 10 / int(s)ZeroDivisionError: integer division or modulo by zero |
出錯并不可怕，可怕的是不知道哪里出錯了。解讀錯誤信息是定位錯誤的關鍵。我們從上往下可以看到整個錯誤的調用函數鏈：
錯誤信息第1行：
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Traceback (most recent call last): |
告訴我們這是錯誤的跟蹤信息。
第2行：
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File "err.py", line 11, in <module>main() |
調用main()出錯了，在代碼文件err.py的第11行代碼，但原因是第9行：
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File "err.py", line 9, in mainbar('0') |
調用bar('0')出錯了，在代碼文件err.py的第9行代碼，但原因是第6行：
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File "err.py", line 6, in barreturn foo(s) * 2 |
原因是return foo(s) * 2這個語句出錯了，但這還不是最終原因，繼續往下看：
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File "err.py", line 3, in fooreturn 10 / int(s) |
原因是return 10 / int(s)這個語句出錯了，這是錯誤產生的源頭，因為下面打印了：
ZeroDivisionError: integer division or modulo by zero
根據錯誤類型ZeroDivisionError，我們判斷，int(s)本身并沒有出錯，但是int(s)返回0，在計算10 / 0時出錯，至此，找到錯誤源頭。
記錄錯誤
如果不捕獲錯誤，自然可以讓Python解釋器來打印出錯誤堆棧，但程序也被結束了。既然我們能捕獲錯誤，就可以把錯誤堆棧打印出來，然后分析錯誤原因，同時，讓程序繼續執行下去。
Python內置的logging模塊可以非常容易地記錄錯誤信息：
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# err.pyimport loggingdef foo(s): return 10 / int(s)def bar(s): return foo(s) * 2def main(): try: bar('0') except StandardError, e: logging.exception(e)main()print 'END' |
同樣是出錯，但程序打印完錯誤信息后會繼續執行，并正常退出：
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$ python err.pyERROR:root:integer division or modulo by zeroTraceback (most recent call last): File "err.py", line 12, in main bar('0') File "err.py", line 8, in bar return foo(s) * 2 File "err.py", line 5, in foo return 10 / int(s)ZeroDivisionError: integer division or modulo by zeroEND |
通過配置，logging還可以把錯誤記錄到日志文件里，方便事后排查。
拋出錯誤
因為錯誤是class，捕獲一個錯誤就是捕獲到該class的一個實例。因此，錯誤并不是憑空產生的，而是有意創建并拋出的。Python的內置函數會拋出很多類型的錯誤，我們自己編寫的函數也可以拋出錯誤。
如果要拋出錯誤，首先根據需要，可以定義一個錯誤的class，選擇好繼承關系，然后，用raise語句拋出一個錯誤的實例：
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# err.pyclass FooError(StandardError): passdef foo(s): n = int(s) if n==0: raise FooError('invalid value: %s' % s) return 10 / n |
執行，可以最后跟蹤到我們自己定義的錯誤：
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$ python err.pyTraceback (most recent call last): ...__main__.FooError: invalid value: 0 |
只有在必要的時候才定義我們自己的錯誤類型。如果可以選擇Python已有的內置的錯誤類型（比如ValueError，TypeError），盡量使用Python內置的錯誤類型。
最后，我們來看另一種錯誤處理的方式：
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# err.pydef foo(s): n = int(s) return 10 / ndef bar(s): try: return foo(s) * 2 except StandardError, e: print 'Error!' raisedef main(): bar('0')main() |
在bar()函數中，我們明明已經捕獲了錯誤，但是，打印一個Error!后，又把錯誤通過raise語句拋出去了，這不有病么？
其實這種錯誤處理方式不但沒病，而且相當常見。捕獲錯誤目的只是記錄一下，便于后續追蹤。但是，由于當前函數不知道應該怎么處理該錯誤，所以，最恰當的方式是繼續往上拋，讓頂層調用者去處理。
raise語句如果不帶參數，就會把當前錯誤原樣拋出。此外，在except中raise一個Error，還可以把一種類型的錯誤轉化成另一種類型：
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try: 10 / 0except ZeroDivisionError: raise ValueError('input error!') |
只要是合理的轉換邏輯就可以，但是，決不應該把一個IOError轉換成毫不相干的ValueError。
小結
Python內置的try...except...finally用來處理錯誤十分方便。出錯時，會分析錯誤信息并定位錯誤發生的代碼位置才是最關鍵的。
程序也可以主動拋出錯誤，讓調用者來處理相應的錯誤。但是，應該在文檔中寫清楚可能會拋出哪些錯誤，以及錯誤產生的原因。
