Python 异常：EAFP 和什么是真正例外？

Question

在一些地方提到过（这里和这里），Python提倡的“请求原谅总比请求许可更简单”（EAFP）这个理念，应该和“异常只在真正特殊的情况下使用”这个想法结合起来。想象一下，我们在一个优先队列上进行弹出和推入操作，直到只剩下一个元素：

import heapq
...
pq = a_list[:]
heapq.heapify(pq)
while True:
    min1 = heapq.heappop(pq)
    try:
        min2 = heapq.heappop(pq)
    except IndexError:
        break
    else
        heapq.heappush(pq, min1 + min2)
# do something with min1

在循环中，异常只在len(a_list)次迭代时被触发一次，但这并不算真正的特殊情况，因为我们知道这最终会发生。这种做法让我们避免了多次检查a_list是否为空，但（可能）它的可读性不如使用明确的条件来得好。

对于这种非特殊的程序逻辑，大家对使用异常的看法是什么呢？

Answer 1

根据文档，我觉得你可以安全地把这个函数改写成下面这样：

import heapq
...
pq = heapq.heapify(a_list)
while pq:
    min1 = heapq.heappop(pq)
    if pq:
        min2 = heapq.heappop(pq)
        heapq.heappush(pq, min1 + min2)
# do something with min1

这样就可以避免使用try-except了。

在一个列表的末尾结束，这种情况是你知道会发生的，这并不是例外情况——这是肯定会发生的！所以更好的做法是提前处理这种情况。如果你有其他线程在同一个堆中消费数据，那么在那里的使用try-except就更有意义了（也就是说，处理一些特殊或不可预测的情况）。

更一般来说，我会尽量避免使用try-except，除非我能提前测试并避免失败。这迫使你要说“我知道这种糟糕的情况可能会发生，所以我该如何处理”。在我看来，这样写出来的代码会更容易阅读。

[编辑] 根据Alex的建议更新了示例

Answer 2

在很多底层语言，比如C++，抛出异常是比较耗费资源的。这影响了人们对异常的“常识”，而在像Python这样的虚拟机语言中，这种影响就没那么大。在Python中，使用异常的成本并不高，和用条件语句相比，差别不大。

（这就是“常识”变成习惯的一个例子。人们从一种环境——底层语言中获得经验，然后把这些经验应用到新的领域，却没有考虑这样做是否合理。）

一般来说，异常还是比较特殊的。并不是说它们发生得不频繁，而是说它们是例外。异常通常会打断正常的代码流程，而大多数情况下，我们不想一个个处理这些异常，这就是异常处理器的作用。在这一点上，Python和C++以及其他有异常的语言是一样的。

不过，这也决定了什么时候会抛出异常。你在讨论的是什么时候应该捕获异常。简单来说，不用担心：在Python中，抛出异常并不昂贵，所以不需要费尽心思去避免它们的出现。很多Python代码都是围绕这个设计的。

我不同意Jon的建议，提前测试和避免异常。如果这样做能让代码更清晰，那当然可以。但在很多情况下，这只会让事情变得复杂——可能会导致重复检查和引入错误。例如，

import os, errno, stat

def read_file(fn):
    """
    Read a file and return its contents.  If the file doesn't exist or
    can't be read, return "".
    """
    try:
        return open(fn).read()
    except IOError, e:
        return ""

def read_file_2(fn):
    """
    Read a file and return its contents.  If the file doesn't exist or
    can't be read, return "".
    """
    if not os.access(fn, os.R_OK):
        return ""
    st = os.stat(fn)
    if stat.S_ISDIR(st.st_mode):
        return ""
    return open(fn).read()

print read_file("x")

当然，我们可以测试并避免失败，但这样做会让事情变得很麻烦。我们试图猜测文件访问可能失败的所有方式（而且这并不能捕捉到所有情况），可能还会引入竞争条件，并且我们做了更多的输入输出工作。这些都可以由系统自动处理——只需捕获异常就可以了。

Answer 3

异常情况应该只在真正特殊的情况下被调用。

但在Python中并不是这样。例如，每一个 for 循环（除非它提前 break 或 return）都是通过抛出并捕获一个异常（StopIteration）来结束的。所以，在每次循环中发生一次异常，对Python来说并不奇怪——这其实是很常见的！

这个原则在其他编程语言中可能很重要，但这并不是在Python中也要遵循这个原则的理由，因为这与Python的设计理念完全相悖。

在这种情况下，我喜欢Jon的改写（可以进一步简化，去掉else分支），因为这样让代码更简洁——这是一个实用的理由，绝对不是用一个外来的原则来影响Python的风格。