Question

本书最后一部分将要面对的是异常，也就是可以改变程序中控制流程的事件。在Python中，异常会根据错误自动地被触发，也能由代码触发和截获。异常由四个语句处理，这一部分会对它们进行介绍。第一种有两种变异（在这里分开列举），而最后一种在Python 2.6和3.0之前都是可选的扩展功能。

try/except

捕捉由Python或你引起的异常并恢复。

try/finally

无论异常是否发生，执行清理行为。

raise

手动在代码中触发异常。

assert

有条件地在程序代码中触发异常。

with/as

在Python 2.6和后续版本中实现环境管理器（在2.5版中是可选功能）。

这个话题留到本书最后一部分，是因为需要了解类，才能编写异常。不过，也存在一些例外，Python的异常处理相当简单，因为它已经整合到了语言本身中，成为另一种高级工具。

为什么使用异常

简而言之，异常让我们从一个程序中任意大的代码块中跳出来。考虑本书之前提到过的制作比萨机器人的例子。假设认真对待这个想法，并且实际创造出这样的机器。要制作比萨时，厨房机器人需要执行计划，而我们在这里实现成Python程序：接订单、准备面团、加上饼料、烘烤等。

现在，假设在烘烤阶段，有的地方出错了。也许是烤炉坏掉，或者是机器人算错时间，结果起火燃烧。显然，我们需要能很快地跳到处理这类情况的代码。此外，在这些不常见的情况下，我们无法完成比萨，只能放弃整个计划。

这正是异常做的事：可以在一个步骤内跳至异常处理器，中止开始的所有函数调用而进入异常管理器。在异常处理器中编写代码，来响应在适当时候引发的异常（例如，调用消防部门！）。

异常是一种结构化的“超级goto”。异常处理器（try语句）会留下标识，并可执行一些代码。程序前进到某处代码时，产生异常，因而会使Python立即跳到那个标识，而放弃留下该标识之后所调用的任何激活的函数。这个协议提供了一种固有的方式响应不寻常的事件。再者，因为Python会立即跳到处理器的语句代码更简单——对于可能会发生失败的函数的每次调用，通常就没有必要检查这些函数的状态码。

异常的角色

在Python中，异常通常可以用于各种用途。下面是它最常见的几种角色。

错误处理

每当在运行时检测到程序错误时，Python就会引发异常。可以在程序代码中捕捉和响应错误，或者忽略已发生的异常。如果忽略错误，Python默认的异常处理行为将启动：停止程序，打印出错消息。如果不想启动这种默认行为，就要写try语句来捕捉异常并从异常中恢复：当检测到错误时，Python会跳到try处理器，而程序在try之后会重新继续执行。

事件通知

异常也可用于发出有效状态的信号，而不需在程序间传递结果标志位，或者刻意对其进行测试。例如，搜索的程序可能在失败时引发异常，而不是返回一个整数结果代码（而且这段代码很有可能不会有一个有效的结果）。

特殊情况处理

有时，发生了某种很罕见的情况，很难调整代码去处理。通常会在异常处理器中处理这些罕见的情况，从而省去编写应对特殊情况的代码。

终止行为

正如将要看到的一样，try/finally语句可确保一定会进行需要的结束运算，无论程序中是否有异常。

非常规控制流程

最后，因为异常是一种高级的"goto"，它可以作为实现非常规的控制流程的基础。例如，虽然反向跟踪（backtracking）并不是语言本身的一部分，但它能够通过Python的异常来实现，此外需要一些辅助逻辑来退回赋值语句^[1]。Python中没有"go to"语句（谢天谢地！），但是，异常有时候可以充当类似的角色。

这部分稍后会介绍异常的一些典型用法。现在，让我们先看一看Python的异常处理工具。

[1]反向跟踪是高级话题，并不是Python语言的一部分（即便是第20章介绍的生成器函数和表达式，也都不是真正的反向跟踪——它们直接响应next(G)请求），所以本书在这里不会多谈。概括地讲，反向跟踪撤销其跳跃前所有的计算结果，Python异常则不是这样（也就是说，在进入try语句以及异常引发这段时间内，赋值的变量不会重设为之前的值）。如果好奇的话，可以参考有关人工智能、Prolog或Icon编程语言的书籍。