Python 异常处理

13.1 异常的概念

异常是程序运行时发生的错误，会中断程序正常执行。

常见异常类型

# ZeroDivisionError - 除零错误
# 10 / 0

# NameError - 变量未定义
# print(undefined_var)

# TypeError - 类型错误
# "2" + 2

# ValueError - 值错误
# int("abc")

# IndexError - 索引越界
# [1, 2, 3][10]

# KeyError - 键不存在
# {"a": 1}["b"]

# FileNotFoundError - 文件不存在
# open("nonexistent.txt")

13.2 try-except 语句

基本语法

try:
    # 可能出错的代码
    result = 10 / 0
except ZeroDivisionError:
    # 处理特定异常
    print("不能除以零")

多个 except

try:
    num = int(input("输入数字: "))
    result = 10 / num
except ValueError:
    print("请输入有效的数字")
except ZeroDivisionError:
    print("不能除以零")
except Exception as e:
    print(f"发生错误: {e}")

13.3 try-except-else-finally

try:
    result = 10 / 2
except ZeroDivisionError:
    print("除零错误")
else:
    # 没有异常时执行
    print(f"结果: {result}")
finally:
    # 无论是否异常都执行
    print("清理工作")

实际示例

def read_file(filename):
    try:
        f = open(filename, "r")
    except FileNotFoundError:
        print("文件不存在")
    else:
        content = f.read()
        print(content)
        f.close()
    finally:
        print("操作完成")

read_file("test.txt")

13.4 捕获多个异常

# 方式 1：多个 except
try:
    pass
except ValueError:
    pass
except TypeError:
    pass

# 方式 2：元组（相同处理）
try:
    pass
except (ValueError, TypeError):
    print("值或类型错误")

# 方式 3：获取异常信息
try:
    10 / 0
except ZeroDivisionError as e:
    print(f"错误: {e}")
    print(f"异常类型: {type(e).__name__}")

13.5 抛出异常

raise 语句

def set_age(age):
    if age < 0:
        raise ValueError("年龄不能为负数")
    if age > 150:
        raise ValueError("年龄不能超过 150")
    print(f"年龄设置为: {age}")

try:
    set_age(-5)
except ValueError as e:
    print(f"错误: {e}")

重新抛出异常

try:
    10 / 0
except ZeroDivisionError as e:
    print("记录日志...")
    raise  # 重新抛出

13.6 自定义异常

class MyError(Exception):
    """自定义异常基类"""
    pass

class AgeError(MyError):
    """年龄错误异常"""
    def __init__(self, age, message="年龄无效"):
        self.age = age
        self.message = message
        super().__init__(self.message)

def set_age(age):
    if age < 0 or age > 150:
        raise AgeError(age, f"年龄 {age} 无效")
    print(f"年龄: {age}")

try:
    set_age(200)
except AgeError as e:
    print(f"{e.message}: {e.age}")

13.7 异常处理最佳实践

1. 捕获具体异常

# 不推荐
try:
    pass
except:
    pass

# 推荐
try:
    pass
except ValueError:
    pass

2. 缩小 try 范围

# 不推荐
try:
    data = get_data()
    result = process(data)
    save(result)
except Exception:
    pass

# 推荐
data = get_data()
try:
    result = process(data)
except ValueError:
    print("数据处理失败")
    return

try:
    save(result)
except IOError:
    print("保存失败")

3. 使用上下文管理器

# 不推荐
f = open("file.txt")
try:
    content = f.read()
finally:
    f.close()

# 推荐
with open("file.txt") as f:
    content = f.read()

13.8 断言

断言用于调试，检查条件是否为真。

def divide(a, b):
    assert b != 0, "除数不能为零"
    return a / b

print(divide(10, 2))  # 5.0
# divide(10, 0)  # AssertionError

# 关闭断言（生产环境）
# python -O script.py

13.9 异常链

def process_data(data):
    try:
        result = int(data)
    except ValueError as e:
        raise RuntimeError("数据处理失败") from e

try:
    process_data("abc")
except RuntimeError as e:
    print(f"主异常: {e}")
    print(f"原因: {e.__cause__}")

13.10 本章小结

使用 try-except 捕获和处理异常
else 在无异常时执行，finally 总是执行
捕获具体异常，避免裸 except
使用 raise 抛出异常
自定义异常继承 Exception 类
断言用于调试检查

练习题

编写函数，安全地将字符串转换为整数，失败返回默认值
创建自定义异常 PasswordError，用于密码验证
编写程序读取文件，处理可能的文件不存在和权限错误

以下代码输出什么？

try:
    print(10 / 2)
except ZeroDivisionError:
    print("错误")
else:
    print("成功")
finally:
    print("完成")