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左手用R右手Python系列(XXI): 异常捕获与容错处理

EasyCharts · 公众号 · 前端 · 2017-11-10 10:34

正文

一套稳健的代码体系，必须能够包容所有可能出现的错误情况并做出针对性处理，要想达到这个目标，务必要对异常捕获与容错处理有深入的了解和认识。

秉着初学者入门探索的心态，接下来的两篇我会陆续跟大家分享R语言与Python中所涉及到的主要异常捕获与容错处理机制。今天先分享异常及其捕获手段，下一篇会综合实战应用讲解如何在循环中绕过异常或者跳出循环。

R语言中的异常函数主要涉及两个：

tryCatch：
try:

tryCatch函数拥有类似Python中的try/expect那样相对完整的容错处理机制。一个完整的tryCatch容错函数，一般具有以下结构：

result tryCatch({
    ###等待排错的语句
    expr 
}, warning = function(w) {
   ###捕获警告（警告仅仅善意提醒，不会导致程序中断，属于非致命异常，通常以warning开头）
   warning-handler-code 
}, error   = function(e) { 
   ###捕获错误（错误是比较严重的故障，倘若不捕获并处理，
   ###则会通过编辑器抛出错误信息并中断程序运行，因而属于致命异常，是我们重点处理对象）
   error-handler-code
}, finally = {
   ###finally属于无论错误与否都会执行的必须语句，这一点与Python中的try/expect中的finally语句用法相同
   cleanup-code
})

right:http://raindu.com/
no: http://raindu.edu/

以上是我的个人博客地址，其中第一个网址是正确的，第二个是错误的（不存在的）。我们将这两个网址封装在一个向量里。

library("RCurl")
url    "http://raindu.com/",
    "http://raindu.edu/"
)

接下来使用getURL来进行网页请求。

getURL(url[1])

当你请求了正确的网址时，总是可以从输出中得到想要的内容。

getURL(url[2])

倘若不幸请求了不存在的网址（或者域名），编辑器直接抛出错误并中断程序（如果你没有针对异常进行处理的话）。

如果我们想要包装一下此异常，指定一个规则，如果网址存在则返回1，否则返回0，那么这两个条件要求我们必须明确的判断两次请求的状态。可以尝试着使用tryCatch函数来进行封装并捕获可能出现的异常。

resulttryCatch({
   getURL(url[1]) 
}, error   = function(e) { 
   print(e)
}, finally = {
   print("程序运行完了！！！")
})

因为url[1]是正确的网址，所以以上代码运行之后，getURL(url[1])的得到的网页请求结果被保存在了result对象中，没有异常出现，所以也就没有打印异常信息，finally是无论出错与否都会执行的语句，所以finally语句也执行了。

再次打印result可以看到请求的网页内容。

那么换做url[2]的情况如何呢？

resulttryCatch({
   getURL(url[2]) 
}, error   = function(e) { 
   print(e)
}, finally = {
   print("程序运行完了！！！")
})

以上异常信息是我们截获到的，而非系统抛出的，从结果我们可以很清晰的看到tryCatch的异常处理逻辑：即倘若首段代码无异常，则正常运行并返回网页内容，如果出错，则首段代码放弃执行，进入异常模块（error）执行模块内语句，执行完毕之后则继续执行finally语句。

那么通常将两次任务结合结合起来，正确执行返回1，否则返回0。

for (i in url){
  tryCatch({
   result1) 
}, error   = function(e) { 
   print(0)
}, finally = {
   print("程序运行完了！！！")
})
}

因为url中仅有两个网址，所以循环仅仅执行了两次，第一次返回1，说明请求成功了，tryCatch中的第一个模块语句所有语句都被执行了，第二次语句出现了错误，则函数直接切换到error模块，执行print(0)，无论成功与否，两次程序都执行了finally中的print(“程序运行完了！！！”)语句。以上便是tryCatch中的异常铺货逻辑，只要你在程序中设置了正确的异常捕获机制，那么异常变回按照你所自定义的任务进行执行，否则异常会通过编辑器的错误信息弹出，并强制中断程序。

try函数的逻辑更为简单粗暴，它只是一个错误与否的判定器（理解粗浅不要见笑），我们需要根据try的结果中是否包含错误来进行逻辑判断，进而执行后续操作，相当于我们要人为构建error模块中的任务执行措施。

for (i in url){
Error try(getURL(i))
  if(!'try-error' %in% class(Error)){
    print("请求成功，请求状态为:1")
  } else {
    print("请求失败，请求状态为:0")
  }
}

让我们再来对比一下tryCatch与try两种异常捕获机制的差别，tryCatch的tryCatch/warning/error/finally机制是无需定义的封装一体化的容错处理机制，而try的异常捕获机制则是我们通过if判断try语句的结果中是否包含错误类型，通过if/else来进行判断病处理的，所以很明显，tryCatch机制更加健壮，可以告知我们更多错误信息，设置更多后续处理时间，并且无需自定义关键词。而try则相对羸弱一些，我们需要自己造轮子。

所以说如果你不想具体纠缠于错误类型和内部机制，使用try会更简洁一些，但是需要自己做if判断是遇到错误跳出还是绕过（至于如何在循环中跳出错误或者绕过错误，敬请收看下文），而tryCatch则具有更加完善的捕获与处理机制，更加智能一些。

Python

Python的中错误处理仅以try/except/else/finally为例进行简单梳理（至于更为高阶的异常捕获与容错处理，可以参见官方文档）。

try
except
else
finally

Python中的异常捕获机制的完整流程如上所列。try的含义与R语言中的tryCatch第一个子模块一样，是等待排错的代码段。
except则与R中的error模块异曲同工。倘若try模块语句出错，则错误代码块停止执行，直接切入except模块执行异常处理。
else倘若try模块无异常，则程序执行完try模块之后就会直接跳到else模块执行该模块语句，否则执行执行expect模块。
finally模块则与R语言中的finally语句一样，无论是否出错，最后都会执行（只要勇于文件读写）。

这样对标起来，其实Python中的try系统也是很好理解的。

R        Python
tryCatch try
error    except
finally  finally

省略Python中的else模块（感觉这个模块用的很少），可以看到R语言与Python中的异常捕获逻辑是想通的。

但是Python的try模块中，对于except模块的错误类型非常讲究，一个try系统可以容纳多个子异常（except语句），异常语句中可以不指定异常类型（捕获所有异常），也可以指定异常类型（原则是多条子异常，子类在前，父类在后）。

http://www.cnblogs.com/rubylouvre/archive/2011/06/22/2086644.html

这篇文章对异常的树结构进行了很好地梳理，可以参考。本着简单实用的原则，本篇文章不对异常的细节做过多探讨。

from urllib.request import Request,urlopen
from urllib import error
url=["http://raindu.com/","http://raindu.edu/"]
i=0

while(i<2):
    try:
        response = urlopen(Request(url[i])) 
        print("请求正确，状态码为1")
    except error.URLError as e:
        print("请求错误，状态码为0,错误信息为",e)
    i+=1

当然也可以用for循环来写，毕竟for和while是可以相互替代的操作。

for i in url:
    try:
        response = urlopen(Request(i)) 
        print("请求正确，状态码为1")
    except error.URLError as e:
        print("请求错误，状态码为0,错误信息为",e)

事实上，except模块的错误信息并不是必须的，你甚至可以省略掉错误信息，这样仍然可以自定义出错状态下应该执行的操作，只是无法获知详细的错误信息而已。

for i in url:
    try:
        response = urlopen(Request(i)) 
        print("请求正确，状态码为1")
    except error.URLError:
        print("请求错误，状态码为0")

for i in url:
    try:
        response = urlopen(Request(i)) 
        print("请求正确，状态码为1")
    except:
        print("请求错误，状态码为0")