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程式運行期間的錯誤

Python SELF TW

等級 17 , 課堂 0

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1.1 錯誤的出現

錯誤（和異常）是程式設計的一部分。當程式碰到無法處理的意外狀況時就會出現錯誤。在 Python 中，有一個異常處理系統，能夠捕捉和處理錯誤，避免程式結束運行。

異常通常在以下情況下出現：

語法錯誤：

這些錯誤是在代碼編譯時發現的，與 Python 的語法錯誤有關。例如，漏掉的冒號或錯誤的關鍵字。


if True:
    print("Hello")

運行時錯誤 (Runtime Errors)：

這些錯誤在程式運行時出現，可能由多種原因引起，例如除以零、訪問不存在的列表索引、不正確地使用資料型別等。


print(1 / 0)  # ZeroDivisionError

邏輯錯誤：

當程式運行沒有問題但輸出錯誤的結果時，就會出現邏輯錯誤。由於程式邏輯錯誤，這些錯誤不會引發異常，且較難調試。

邏輯錯誤通常被稱為bug—這就像是程式功能的某種不足。運行時的錯誤被稱為異常。對於每個這樣的錯誤，Python 會創建一個特殊的對象（異常）並「拋出」它...

1.2 異常的路徑

當 Python 中發生異常時，它會沿著調用堆疊上升，直到被處理。調用堆疊是引發異常的函式調用順序。

異常上升機制

異常出現：當發生錯誤時，Python 會創建異常對象。
尋找異常處理器：Python 解釋器開始在當前代碼塊中尋找異常處理器。如果找不到處理器，它會轉到調用當前函式的下一個代碼塊。
沿著堆疊上升：此過程重複，直到找到處理器或堆疊用盡。
程式結束：如果找不到處理器，程式將結束並顯示錯誤信息。

例子：


def func_a():
    func_b()
        
def func_b():
    func_c()
        
def func_c():
    print(1 / 0)  # 這裡引發異常 ZeroDivisionError
        
func_a()

在這個例子中，異常 ZeroDivisionError 發生在函數 func_c 中，然後沿著調用堆疊上升經過 func_b 和 func_a。如果沒有找到處理器，程式將以錯誤結束。

1.3 讀取日誌

當程式由於未處理的異常而結束時，Python 會輸出堆疊回溯(traceback)，這能幫助開發者了解發生了什麼。堆疊回溯包含有關函數調用順序的信息，這些信息導致了異常的出現，可以用來調試程式。

堆疊回溯的例子


Traceback (most recent call last):
    File "example.py", line 10, in 
      
  
      
  
      
  
    func_a() File "example.py", line 2, in func_a func_b() File "example.py", line 5, in func_b func_c() File "example.py", line 8, in func_c print(1 / 0) ZeroDivisionError: division by zero

堆疊回溯分析

異常類型和信息：在回溯的最後，顯示異常的類型和信息。在給出的例子中，是 ZeroDivisionError: division by zero。
調用順序：堆疊回溯顯示了函數的調用順序。在我們的例子中，錯誤出現在函數 func_c 的 print(1 / 0) 行中，該函數由 func_b 調用，而 func_b 又由 func_a 調用。
文件和代碼行：在回溯的每一行中，都指出了發生調用的文件和行號。這有助於快速找到並修正代碼中的錯誤。

堆疊回溯的實際應用

堆疊回溯是進行程式調試和分析的重要工具。它能幫助開發者了解錯誤發生的原因，並找到發生錯誤的代碼位置。以下是使用堆疊回溯的幾個建議：

從下往上閱讀：從回溯中最下面的調用開始分析，因為這是異常發生的地方。
檢查所有調用：查看回溯中的所有調用，以了解異常傳遞的路徑。
修正代碼：使用回溯的信息來修正代碼，並防止未來出現類似的錯誤。