"warnings" ——控制警告信息
*************************

**源代码：** Lib/warnings.py

======================================================================

通常以下情况会引发警告：提醒用户注意程序中的某些情况，而这些情况（通常
）还不值得触发异常并终止程序。例如，当程序用到了某个过时的模块时，就可
能需要发出一条警告。

Python 程序员可调用本模块中定义的 "warn()" 函数来发布警告。（C 语言程
序员则用 "PyErr_WarnEx()" ； 详见 异常处理 ）。

警告信息通常会写入 "sys.stderr" ，但可以灵活改变，从忽略所有警告到变成
异常都可以。警告的处理方式可以依据 警告类型 、警告信息的文本和发出警告
的源位置而进行变化。同一源位置重复出现的警告通常会被抑制。

控制警告信息有两个阶段：首先，每次引发警告时，决定信息是否要发出；然后
，如果要发出信息，就用可由用户设置的钩子进行格式化并打印输出。

警告过滤器 控制着是否发出警告信息，也即一系列的匹配规则和动作。调用
"filterwarnings()" 可将规则加入过滤器，调用  "resetwarnings()" 则可重
置为默认状态。

警告信息的打印输出是通过调用 "showwarning()" 完成的，该函数可被重写；
默认的实现代码是调用 "formatwarning()" 进行格式化，自己编写的代码也可
以调用此格式化函数。

参见: 利用 "logging.captureWarnings()" 可以采用标准的日志架构处理所有警告
    。


警告类别
========

警告的类别由一些内置的异常表示。这种分类有助于对警告信息进行分组过滤。

虽然在技术上警告类别属于 内置异常，但也只是在此记录一下而已，因为在概
念上他们属于警告机制的一部分。

通过对某个标准的警告类别进行派生，用户代码可以定义其他的警告类别。 警
告类别必须是 "Warning" 类的子类。

目前已定义了以下警告类别的类：

+------------------------------------+-------------------------------------------------+
| 类                                 | 描述                                            |
|====================================|=================================================|
| "Warning"                          | 这是所有警告类别的基类。它是 "Exception" 的子类 |
|                                    | 。                                              |
+------------------------------------+-------------------------------------------------+
| "UserWarning"                      | The default category for "warn()".              |
+------------------------------------+-------------------------------------------------+
| "DeprecationWarning"               | 已废弃特性警告的基类，这些警告是为其他 Python   |
|                                    | 开发者准备的（默认会忽略 ，除非在 "__main__" 中 |
|                                    | 用代码触发）。                                  |
+------------------------------------+-------------------------------------------------+
| "SyntaxWarning"                    | 用于警告可疑语法的基类。                        |
+------------------------------------+-------------------------------------------------+
| "RuntimeWarning"                   | 用于警告可疑运行时特性的基类。                  |
+------------------------------------+-------------------------------------------------+
| "FutureWarning"                    | 用于警告已废弃特性的基类，这些警告是为 Python   |
|                                    | 应用程序的最终用户准备的 。                     |
+------------------------------------+-------------------------------------------------+
| "PendingDeprecationWarning"        | 用于警告即将废弃功能的基类（默认忽略）。        |
+------------------------------------+-------------------------------------------------+
| "ImportWarning"                    | 导入模块时触发的警告的基类（默认忽略）。        |
+------------------------------------+-------------------------------------------------+
| "UnicodeWarning"                   | 用于 Unicode 相关警告的基类。                   |
+------------------------------------+-------------------------------------------------+
| "BytesWarning"                     | "bytes" 和 "bytearray" 相关警告的基类。         |
+------------------------------------+-------------------------------------------------+
| "ResourceWarning"                  | 资源使用相关警告的基础类别（默认会被忽略）。    |
|                                    | ignored by default).                            |
+------------------------------------+-------------------------------------------------+

在 3.7 版本发生变更: 以前 "DeprecationWarning" 和 "FutureWarning" 是根
据某个功能是否完全删除或改变其行为来区分的。现在是根据受众和默认警告过
滤器的处理方式来区分的。


警告过滤器
==========

警告过滤器控制着警告是否被忽略、显示或转为错误（触发异常）。

从概念上讲，警告过滤器维护着一个经过排序的过滤器类别列表；任何具体的警
告都会依次与列表中的每种过滤器进行匹配，直到找到一个匹配项；过滤器决定
了匹配项的处理方式。每个列表项均为 ( *action* ,  *message* ,
*category* ,  *module* ,  *lineno* ) 格式的元组，其中：

* *action* 是以下字符串之一：

  +-----------------+------------------------------------------------+
  | 值              | 处置                                           |
  |=================|================================================|
  | ""default""     | 为发出警告的每个位置（模块+行号）打印第一个匹  |
  |                 | 配警告                                         |
  +-----------------+------------------------------------------------+
  | ""error""       | 将匹配警告转换为异常                           |
  +-----------------+------------------------------------------------+
  | ""ignore""      | 从不打印匹配的警告                             |
  +-----------------+------------------------------------------------+
  | ""always""      | 总是打印匹配的警告                             |
  +-----------------+------------------------------------------------+
  | ""module""      | 为发出警告的每个模块打印第一次匹配警告（无论行 |
  |                 | 号如何）                                       |
  +-----------------+------------------------------------------------+
  | ""once""        | 无论位置如何，仅打印第一次出现的匹配警告       |
  +-----------------+------------------------------------------------+

* *message* 是一个包含警告消息的开头需要匹配的正则表达式的字符串，对大
  小写不敏感。 在 "-W" 和 "PYTHONWARNINGS" 中，*message* 是警告消息的
  开头需要包含的字符串字面值（对大小写不敏感），将忽略 *message* 开头
  和末尾的任何空格。

* *category* 是警告类别的类（"Warning" 的子类），警告类别必须是其子类
  ，才能匹配。

* *module* 是一个包含完整限定模块名称的开头需要匹配的正则表达式的字符
  串，对大小写敏感。 在 "-W" 和 "PYTHONWARNINGS" 中，*module* 是完整限
  定模块名称需要与之相等的字符串字面值（对大小写敏感），将忽略
  *module* 开头和末尾的任何空格。

* *lineno* 是个整数，发生警告的行号必须与之匹配，或为 "0" 表示与所有行
  号匹配。

由于 "Warning" 类是由内置类 "Exception" 派生出来的，要把某个警告变成错
误，只要触发 "category(message)" 即可。

如果警告不匹配所有已注册的过滤器，那就会应用 “default” 动作（正如其名
）。


警告过滤器的介绍
----------------

警告过滤器由传给 Python 解释器的命令行 "-W" 选项和 "PYTHONWARNINGS" 环
境变量初始化。解释器在  "sys.warningoptions" 中保存了所有给出的参数，
但不作解释；"warnings" 模块在第一次导入时会解析这些参数（无效的选项被
忽略，并会先向 "sys.stderr" 打印一条信息）。

每个警告过滤器的设定格式为冒号分隔的字段序列：

   action:message:category:module:line

这些字段的含义在 警告过滤器 中描述。当一行中列出多个过滤器时（如
"PYTHONWARNINGS"），过滤器间用逗号隔开，后面的优先于前面的（因为是从左
到右应用的，最近应用的过滤器优先于前面的）。

常用的警告过滤器适用于所有的警告、特定类别的警告、由特定模块和包引发的
警告。下面是一些例子：

   default                      # Show all warnings (even those ignored by default)
   ignore                       # Ignore all warnings
   error                        # Convert all warnings to errors
   error::ResourceWarning       # Treat ResourceWarning messages as errors
   default::DeprecationWarning  # Show DeprecationWarning messages
   ignore,default:::mymodule    # Only report warnings triggered by "mymodule"
   error:::mymodule             # Convert warnings to errors in "mymodule"


默认警告过滤器
--------------

Python 默认安装了几个警告过滤器，可以通过 "-W" 命令行参数、
"PYTHONWARNINGS" 环境变量及调用 "filterwarnings()" 进行覆盖。

在常规发布的版本中，默认的警告过滤器包括（按优先顺序排列）：

   default::DeprecationWarning:__main__
   ignore::DeprecationWarning
   ignore::PendingDeprecationWarning
   ignore::ImportWarning
   ignore::ResourceWarning

在 调试版本 中，默认警告过滤器的列表是空的。

在 3.2 版本发生变更: 除了 "PendingDeprecationWarning" 之外，
"DeprecationWarning" 现在默认会被忽略。

在 3.7 版本发生变更: "DeprecationWarning" 在被 "__main__" 中的代码直接
触发时，默认会再次显示。

在 3.7 版本发生变更: 如果指定两次 "-b"，则 "BytesWarning" 不再出现在默
认的过滤器列表中，而是通过 "sys.warningoptions" 进行配置。


重写默认的过滤器
----------------

Python 应用程序的开发人员可能希望在默认情况下向用户隐藏 *所有* Python
级别的警告，而只在运行测试或其他调试时显示这些警告。用于向解释器传递过
滤器配置的 "sys.warningoptions" 属性可以作为一个标记，表示是否应该禁用
警告：

   import sys

   if not sys.warnoptions:
       import warnings
       warnings.simplefilter("ignore")

建议 Python 代码测试的开发者使用如下代码，以确保被测代码默认显示 *所有
* 警告：

   import sys

   if not sys.warnoptions:
       import os, warnings
       warnings.simplefilter("default") # Change the filter in this process
       os.environ["PYTHONWARNINGS"] = "default" # Also affect subprocesses

最后，建议在 "__main__" 以外的命名空间运行用户代码的交互式开发者，请确
保 "DeprecationWarning" 在默认情况下是可见的，可采用如下代码（这里
"user_ns" 是用于执行交互式输入代码的模块）：

   import warnings
   warnings.filterwarnings("default", category=DeprecationWarning,
                                      module=user_ns.get("__name__"))


暂时禁止警告
============

如果明知正在使用会引起警告的代码，比如某个废弃函数，但不想看到警告（即
便警告已经通过命令行作了显式配置），那么可以使用 "catch_warnings" 上下
文管理器来抑制警告。

   import warnings

   def fxn():
       warnings.warn("deprecated", DeprecationWarning)

   with warnings.catch_warnings():
       warnings.simplefilter("ignore")
       fxn()

在上下文管理器中，所有的警告将被简单地忽略。这样就能使用已知的过时代码
而又不必看到警告，同时也不会限制警告其他可能不知过时的代码。注意：只能
保证在单线程应用程序中生效。如果两个以上的线程同时使用
"catch_warnings" 上下文管理器，行为不可预知。


测试警告
========

要测试由代码引发的警告，请采用 "catch_warnings" 上下文管理器。有了它，
就可以临时改变警告过滤器以方便测试。例如，以下代码可捕获所有的警告以便
查看：

   import warnings

   def fxn():
       warnings.warn("deprecated", DeprecationWarning)

   with warnings.catch_warnings(record=True) as w:
       # Cause all warnings to always be triggered.
       warnings.simplefilter("always")
       # Trigger a warning.
       fxn()
       # Verify some things
       assert len(w) == 1
       assert issubclass(w[-1].category, DeprecationWarning)
       assert "deprecated" in str(w[-1].message)

也可以用 "error" 取代 "always" ，让所有的警告都成为异常。需要注意的是
，如果某条警告已经因为 "once" / "default" 规则而被引发，那么无论设置什
么过滤器，该条警告都不会再出现，除非该警告有关的注册数据被清除。

一旦上下文管理器退出，警告过滤器将恢复到刚进此上下文时的状态。这样在多
次测试时可防止意外改变警告过滤器，从而导致不确定的测试结果。模块中的
"showwarning()" 函数也被恢复到初始值。注意：这只能在单线程应用程序中得
到保证。如果两个以上的线程同时使用 "catch_warnings" 上下文管理器，行为
未定义。

当测试多项操作会引发同类警告时，重点是要确保每次操作都会触发新的警告（
比如，将警告设置为异常并检查操作是否触发异常，检查每次操作后警告列表的
长度是否有增加，否则就在每次新操作前将以前的警告列表项删除）。


为新版本的依赖关系更新代码
==========================

在默认情况下，主要针对 Python 开发者（而不是 Python 应用程序的最终用户
）的警告类别，会被忽略。

值得注意的是，这个“默认忽略”的列表包含 "DeprecationWarning" （适用于每
个模块，除了 "__main__"），这意味着开发人员应该确保在测试代码时应将通
常忽略的警告显示出来，以便未来破坏性 API 变化时及时收到通知（无论是在
标准库还是第三方包）。

理想情况下，代码会有一个合适的测试套件，在运行测试时会隐含地启用所有警
告（由 "unittest" 模块提供的测试运行程序就是如此）。

在不太理想的情况下，可以通过向 Python 解释器传入 "-Wd"  (这是 "-W
default" 的简写) 或设置环境变量 "PYTHONWARNINGS=default" 来检查应用程
序是否用到了已弃用的接口。 这样可以启用对所有警告的默认处理操作，包括
那些默认忽略的警告。 要改变遇到警告后执行的动作，可以改变传给 "-W" 的
参数 (例如 "-W error")。 请参阅 "-W" 旗标来了解更多的细节。


可用的函数
==========

warnings.warn(message, category=None, stacklevel=1, source=None)

   引发警告、忽略或者触发异常。 如果给出 *category* 参数，则必须是  警
   告类别类 ；默认为 "UserWarning"。 或者 *message* 可为 "Warning" 的
   实例，这时 *category* 将被忽略，转而采用 "message.__class__"。 在这
   种情况下，错误信息文本将是 "str(message)"。 如果某条警告被 警告过滤
   器 改成了错误，本函数将触发一条异常。 参数 *stacklevel* 可供 Python
   包装函数使用，比如:

      def deprecation(message):
          warnings.warn(message, DeprecationWarning, stacklevel=2)

   这会让警告指向 "deprecation()" 的调用者，而不是 "deprecation()" 本
   身的来源（因为后者会破坏引发警告的目的）。

   *source* 是发出 "ResourceWarning" 的被销毁对象。

   在 3.6 版本发生变更: 加入  *source*  参数。

warnings.warn_explicit(message, category, filename, lineno, module=None, registry=None, module_globals=None, source=None)

   这是 "warn()" 函数的底层接口，显式传入消息、类别、文件名和行号，以
   及可选的模块名和注册表（应为模块的 "__warningregistry__" 字典）。
   模块名称默认为去除了 ".py" 的文件名；如果未传递注册表，警告就不会被
   抑制。 *message* 必须是个字符串，*category* 是 "Warning" 的子类；或
   者*message* 可为 "Warning" 的实例，且 *category* 将被忽略。

   *module_globals* 应为发出警告的代码所用的全局命名空间。（该参数用于
   从 zip 文件或其他非文件系统导入模块时显式源码）。

   *source* 是发出 "ResourceWarning" 的被销毁对象。

   在 3.6 版本发生变更: 加入  *source* 参数。

warnings.showwarning(message, category, filename, lineno, file=None, line=None)

   将警告信息写入文件。默认的实现代码是调用 "formatwarning(message,
   category, filename, lineno, line)" 并将结果字符串写入 *file* ，默认
   文件为 "sys.stderr"。通过将任何可调用对象赋给
   "warnings.showwarning" 可替换掉该函数。*line* 是要包含在警告信息中
   的一行源代码；如果未提供 *line*，"showwarning()" 将尝试读取由
   *filename* 和 *lineno* 指定的行。

warnings.formatwarning(message, category, filename, lineno, line=None)

   以标准方式格式化一条警告信息。将返回一个字符串，可能包含内嵌的换行
   符，并以换行符结束。如果未提供 *line*，"formatwarning()" 将尝试读取
   由 *filename* 和 *lineno* 指定的行。

warnings.filterwarnings(action, message='', category=Warning, module='', lineno=0, append=False)

   在 警告过滤器种类 列表中插入一条数据项。默认情况下，该数据项将被插
   到前面；如果 *append* 为 True，则会插到后面。这里会检查参数的类型，
   编译 *message* 和 *module* 正则表达式，并将他们作为一个元组插入警告
   过滤器的列表中。如果两者都与某种警告匹配，那么靠近列表前面的数据项
   就会覆盖后面的项。省略的参数默认匹配任意值。

warnings.simplefilter(action, category=Warning, lineno=0, append=False)

   在 警告过滤器种类 列表中插入一条简单数据项。函数参数的含义与
   "filterwarnings()" 相同，但不需要正则表达式，因为插入的过滤器总是匹
   配任何模块中的任何信息，只要类别和行号匹配即可。

warnings.resetwarnings()

   重置警告过滤器。这将丢弃之前对 "filterwarnings()" 的所有调用，包括
   "-W" 命令行选项和对 "simplefilter()" 的调用效果。


可用的上下文管理器
==================

class warnings.catch_warnings(*, record=False, module=None, action=None, category=Warning, lineno=0, append=False)

   该上下文管理器会复制警告过滤器和 "showwarning()" 函数，并在退出时恢
   复。 如果 *record* 参数是 "False" (默认)，则在进入时会返回 "None"。
   如果 *record* 为 "True"，则返回一个列表，列表由自定义
   "showwarning()" 函数所用对象逐步填充（该函数还会抑制 "sys.stdout"
   的输出）。 列表中每个对象的属性与 "showwarning()" 的参数名称相同。

   *module* 参数代表一个模块，当导入 "warnings" 时，将被用于代替返回的
   模块，其过滤器将被保护。该参数主要是为了测试 "warnings" 模块自身。

   如果 *action* 参数不为 "None"，则剩余的参数会被传递给
   "simplefilter()" 就如同它在进入上下文时被立即调用一样。

   备注:

     "catch_warnings" 管理器的工作方式，是替换并随后恢复模块的
     "showwarning()" 函数和内部的过滤器种类列表。这意味着上下文管理器
     将会修改全局状态，因此不是线程安全的。

   在 3.11 版本发生变更: 增加了 *action*, *category*, *lineno* 和
   *append* 形参。
