全網最適合入門的物件導向程式設計教程：24 類和物件的 Python 實現-異常的捕獲與處理：try/except 語句、檔案讀寫示例、Exception 引用
摘要：
本文主要介紹了在使用 Python 物件導向程式設計時，如何使用 try/except 語句捕獲並處理異常，並輔以 CSV 檔案讀寫為例進行講解，同時說明了如何對 Exception 物件進行引用。
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文件和程式碼獲取：
可訪問如下連結進行對文件下載：
https://github.com/leezisheng/Doc
本文件主要介紹如何使用 Python 進行物件導向程式設計，需要讀者對 Python 語法和微控制器開發具有基本瞭解。相比其他講解 Python 物件導向程式設計的部落格或書籍而言，本文件更加詳細、側重於嵌入式上位機應用，以上位機和下位機的常見串列埠資料收發、資料處理、動態圖繪製等為應用例項，同時使用 Sourcetrail 程式碼軟體對程式碼進行視覺化閱讀便於讀者理解。
相關示例程式碼獲取連結如下：https://github.com/leezisheng/Python-OOP-Demo
正文
當 Python 指令碼發生異常時我們需要捕獲處理它，否則程式會終止執行。捕捉異常可以使用 try/except 語句。try/except 語句用來檢測 try 語句塊中的錯誤，從而讓 except 語句捕獲異常資訊並處理。
如果你不想在異常發生時結束你的程式，只需在 try 裡捕獲它。以下為簡單的 try....except...else 的語法：
try:
<語句>
except <名字>：
<語句>
try 語句的工作原理如下：
-
（1）首先，執行 try 子句（try 和 except 關鍵字之間的（多行）語句）。
-
（2）如果沒有觸發異常，則跳過 except 子句，try 語句執行完畢。
-
（3）如果在執行 try 子句時發生了異常，則跳過該子句中剩下的部分。如果異常的型別與 except 關鍵字後指定的異常相匹配，則會執行 except 子句，然後跳到 try/except 程式碼塊之後繼續執行。
-
（4）如果發生的異常與 except 子句中指定的異常不匹配，則它會被傳遞到外層的 try 語句中；如果沒有找到處理控制代碼，則它是一個未處理異常且執行將停止並輸出一條錯誤訊息。
示例程式碼如下：
class SensorClass(SerialClass):
...
_# 類的初始化_
def __init__(self,port:str = "COM11",id:int = 0,state:int = RESPOND_MODE):
try:
if id <= 0 or id >= 99:
_# 觸發異常後，後面的程式碼就不會再執行_
raise Exception("InvalidIDError:", id)
_# 呼叫父類的初始化方法，super() 函式將父類和子類連線_
super().__init__(port)
self.sensorvalue = 0
self.sensorid = id
self.sensorstate = state
print("Sensor Init")
logging.info("Sensor Init")
except:
_# 當發生異常時，輸出如下語句，提醒使用者重新輸入ID號_
print("Input error ID, Please try id : 0~99")
...
if __name__ == "__main__":
_# 建立感測器類，ID號為100_
s = SensorClass(port = "COM11",id = 100,state = SensorClass.RESPOND_MODE)
如下為執行結果：
以上方式 try-except 語句捕獲所有發生的異常。但這不是一個很好的方式，我們不能透過該程式識別出具體的異常資訊。因為它捕獲所有的異常。
你也可以使用相同的 except 語句來處理多個異常資訊，如下所示：
try:
正常的操作
......................
except(Exception1[, Exception2[,...ExceptionN]]):
發生以上多個異常中的一個，執行這塊程式碼
......................
else:
如果沒有異常執行這塊程式碼
try 語句可以有多個 except 子句來為不同的異常指定處理程式。 但最多隻有一個處理程式會被執行。處理程式只處理對應的 try 子句中發生的異常，而不處理同一 try 語句內其他處理程式中的異常。except 子句可以用帶圓括號的元組來指定多個異常，例如:
... except (RuntimeError, TypeError, NameError):
... pass
示例程式碼如下所示，我們在 SensorClass 感測器類的初始化方法中，加入對輸入 port 埠號資料型別的檢查，如果不是 str 型別，則丟擲 TypeError 異常：
def __init__(self,port:str = "COM11",id:int = 0,state:int = RESPOND_MODE):
try:
_# 判斷輸入埠號是否為str型別_
if type(port) is not str:
raise TypeError("InvalidPortError:",port)
_# 判斷ID號是否在0~99之間_
if id <= 0 or id >= 99:
_# 觸發異常後，後面的程式碼就不會再執行_
_# 當傳遞給函式或方法的引數型別不正確或者引數的值不合法時，會引發此異常。_
raise ValueError("InvalidIDError:",id)
_# 呼叫父類的初始化方法，super() 函式將父類和子類連線_
super().__init__(port)
self.sensorvalue = 0
self.sensorid = id
self.sensorstate = state
print("Sensor Init")
logging.info("Sensor Init")
except TypeError:
_# 當發生異常時，輸出如下語句，提醒使用者重新輸入埠號_
print("Input error com, Please try new com number")
except ValueError:
_# 當發生異常時，輸出如下語句，提醒使用者重新輸入ID號_
print("Input error ID, Please try id : 0~99")
如下為執行結果，可以看到僅捕獲和處理了輸入錯誤 port 型別的異常，而沒有捕獲和處理輸入錯誤範圍的 ID 號的異常：
除了使用 except 塊來處理異常，我們還可以使用 finally 塊來執行一些必要的清理操作。無論是否出現異常，finally 塊中的程式碼都會被執行。如果我們需要在程式碼執行完成之後執行特定的任務（即便是遇到了異常），這將非常有用。一些常見的例子包括：清除開啟的資料庫連線；關閉開啟的檔案；向網路傳送一次關閉握手。finally 語句對於我們在 try 中執行 return 語句也非常重要。finally 中的程式碼仍然會在返回值之前執行。
例如在 FileIOClass 類中，需要讀寫 csc 檔案，基本流程就是開啟了一個 csc 檔案，然後讀取，寫入，最後關閉檔案物件。這是一套常規流程，如果我想捕捉程式碼過程中的異常，又要保證無論是否有異常，最後都必須要關閉檔案。這時候就用到 finally，示例程式碼如下：
class FileIOClass:
def __init__(self,path:str="G:\\Python物件導向程式設計\\Demo\\file.csv"):
'''
初始化csv檔案和列標題
:param path: 檔案路徑和檔名
'''
self.path = path
try:
_# path為輸出路徑和檔名，newline=''是為了不出現空行_
self.csvFile = open(path, "w+", newline='')
_# rowname為列名，index-索引，data-資料_
self.rowname = ['index', 'data']
_# 返回一個writer物件，將使用者的資料在給定的檔案型物件上轉換為帶分隔符的字串_
self.writer = csv.writer(self.csvFile)
_# 寫入csv檔案的列標題_
self.writer.writerow(self.rowname)
except (FileNotFoundError, IOError):
print("Could not open file")
logging.info("Could not open file")
except KeyboardInterrupt:
print("Cancell the file operation")
logging.info("Cancell the file operation")
finally:
self.CloseFile()
我們將檔案路徑改到一個根本不存在的路徑下，初始化 FileIOClass 例項物件，
程式碼如下：
f = FileIOClass(path = "H:\\Python物件導向程式設計\\Demo\\file.csv")
可以看到執行結果中，在發生 IOError 時，執行了 except 中的語句：
在第 16 行中：
16 except (FileNotFoundError, IOError):
表示只要發生 FileNotFoundError 或 IOError 中任意一個就會執行這塊程式碼。
實際上，我們可以用同樣的程式碼一次處理兩個或更多不同的異常。具體格式如下：
except(Exception1[, Exception2[,...ExceptionN]]):
_# 發生以上多個異常中的一個，執行這塊程式碼_
當多種異常同時發生時，我們可以使用如下方式列印出相應異常的類名：
except (FileNotFoundError, IOError) as e:
print("Could not open file",e.__class__.__name__)
logging.info("Could not open file")
我們再次執行程式碼：
有時，當我們捕獲一個異常時，需要用到對 Exception 物件的引用。這通常發生在我們自己定義的有特定引數的異常，此時我們可以使用 as 語句帶上引數，作為輸出的異常資訊引數。示例程式碼如下：
except (FileNotFoundError, IOError) as e:
print("Could not open file",e.__class__.__name__)
print("The exception arguments were", e.args)
logging.info("Could not open file")
執行結果如下，可以看到，在示例中輸出引數為錯誤程式碼（為 2），表示沒有這個檔案或者目錄。
實際上變數接收的異常值通常包含在異常的語句中。在元組的表單中變數可以接收一個或者多個值。元組通常包含錯誤字串，錯誤數字，錯誤位置。
