Python KeyError 异常及其解决方法

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什么是 KeyError 异常？

在 Python 中，KeyError 异常是内置异常之一，具体来说，KeyError 是当试图获取字典中不存在的键时，引发的异常。作为参考，字典是一种将数据存储在键值对中的数据结构，字典中的 value 是通过其 key 获取的。

Python KeyError 常见原因及示例

以国家及其首都的字典作为例子：

dictionary_capitals = {'BeiJing': 'China', 'Madrid': 'Spain', 'Lisboa': 'Portugal', 'London': 'United Kingdom'}

要在字典中搜索信息，需要在括号中指定 key，Python 将返回相关的 value。

dictionary_capitals['BeiJing']

'China'

如果获取一个在字典中没有的 key，Python 将会抛出 KeyError 异常错误信息。

dictionary_capitals['Rome']

Traceback (most recent call last):
  File "<stdin>", line 1, in <module>
KeyError: 'Rome'

尝试获取其他 Python 字典中不存在的 key 时，也会遇到这样的异常。例如，系统的环境变量。

# 获取一个不存在的环境变量
os.environ['USERS']
Traceback (most recent call last):
  File "<stdin>", line 1, in <module>
  File "/Library/Frameworks/Python.framework/Versions/3.9/lib/python3.9/os.py", line 679, in __getitem__
    raise KeyError(key) from None
KeyError: 'USERS'

处理 Python KeyError 异常

有两种策略去处理 KeyError 异常 ，一是避免 KeyError，二是捕获 KeyError。

防止 KeyError

如果尝试获取不存在的 key 时，Python 会抛出 KeyError。为了防止这种情况，可以使用 .get() 获取字典中的键，使用此方法遇到不存在的 key，Python 将会返回 None 而不是 KeyError。

print(dictionary_capitals.get('Prague'))

None

或者，可以在获取 key 之前检查它是否存在，这种防止异常的方法被称为 “Look Before You Leap”，简称 LBYL， 在这种情况下，可以使用 if 语句来检查键是否存在，如果不存在，则在 else 子句中处理。

capital = "Prague"
if capital in dictionary_capitals.keys():
    value = dictionary_capitals[capital]
else:
    print("The key {} is not present in the dictionary".format(capital)) 

通过异常处理捕获 KeyError

第二种方法被称为 “Easier to Ask Forgiveness Than Permission”，简称 EAFP，是 Python 中处理异常的标准方法。

采用 EAFP 编码风格意味着假设存在有效的 key，并在出现错误时捕获异常。LBYL 方法依赖于 if/else 语句，EAFP 依赖于 try/except 语句。

下面示例，不检查 key 是否存在，而是尝试获取所需的 key。如果由于某种原因，该 key 不存在，那么只需捕获 except 子句中的 KeyError 进行处理。

capital = "Prague"
try:
     value = dictionary_capitals[capital]
except KeyError:
     print("The key {} is not present in the dictionary".format(capital))  

Python 高阶处理 KeyError

使用 defaultdict

Python 在获取字典中不存在的 key 时，会返回 KeyError 异常。.get() 方式是一种容错方法，但不是最优解。

Collections 模块提供了一种处理字典更好的方法。与标准字典不同，defaultdict 获取不存在的 key ，则会抛出一个指定的默认值，

from collections import defaultdict 

# Defining the dict 
capitals = defaultdict(lambda: "The key doesn't exist") 
capitals['Madrid'] = 'Spain'
capitals['Lisboa'] = 'Portugal'
print(capitals['Madrid']) 
print(capitals['Lisboa']) 
print(capitals['Ankara']) 

Spain
Portugal
The key doesn't exist

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