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Python 异常捕获详解

hfteth 2025-05-14 13:43:53 技术文章 4 ℃

忘记发这个东西了,要"踹"

异常捕获是 Python 中处理程序运行时错误的重要机制,它允许程序在遇到错误时优雅地处理而不是直接崩溃。下面我将详细介绍 Python 中的异常捕获机制。

1. 异常捕获基本语法

Python 使用 try-except 语句块来捕获和处理异常:

try:
    # 可能引发异常的代码
    result = 10 / 0
except ZeroDivisionError:
    # 处理特定异常
    print("不能除以零!")

2. 异常捕获的完整结构

完整的异常处理结构包括以下部分:

try:
    # 可能引发异常的代码
    risky_operation()
except ExceptionType1:
    # 处理 ExceptionType1 类型的异常
    handle_exception1()
except ExceptionType2 as e:
    # 处理 ExceptionType2 类型的异常,并获取异常对象
    handle_exception2(e)
else:
    # 如果没有异常发生,执行此代码块
    no_exceptions_occurred()
finally:
    # 无论是否发生异常,都会执行的代码块
    always_execute()

3. 常见异常类型

Python 内置了许多异常类型,常见的有:

异常类型

描述

Exception

所有内置异常的基类

SyntaxError

语法错误

NameError

未声明/初始化变量

TypeError

操作或函数应用于不适当类型的对象

ValueError

操作或函数接收到类型正确但值不合适的参数

IndexError

序列下标超出范围

KeyError

字典键不存在

ZeroDivisionError

除数为零

FileNotFoundError

文件未找到

ImportError

导入模块/对象失败

4. 异常捕获的多种用法

4.1 捕获特定异常

try:
    with open('nonexistent.txt') as f:
        content = f.read()
except FileNotFoundError:
    print("文件不存在!")

4.2 捕获多个异常

try:
    # 可能引发多种异常的代码
    risky_operation()
except (TypeError, ValueError) as e:
    print(f"发生了类型或值错误: {e}")

4.3 捕获所有异常(谨慎使用)

try:
    unpredictable_operation()
except Exception as e:
    print(f"发生了未知错误: {e}")

4.4 获取异常详细信息

try:
    1 / 0
except ZeroDivisionError as e:
    print(f"异常类型: {type(e).__name__}")
    print(f"异常信息: {str(e)}")
    print(f"异常追踪: {e.__traceback__}")

4.5 else 子句的使用

try:
    result = safe_operation()
except SomeError:
    print("操作失败")
else:
    print(f"操作成功,结果为: {result}")

4.6 finally 子句的使用

file = None
try:
    file = open('data.txt', 'r')
    process(file)
except IOError:
    print("文件操作错误")
finally:
    if file is not None:
        file.close()  # 确保文件总是被关闭

5. 主动抛出异常

使用 raise 语句可以主动抛出异常:

def validate_age(age):
    if age < 0:
        raise ValueError("年龄不能为负数")
    if age > 120:
        raise ValueError("年龄不合理地大")
    
    return True

try:
    validate_age(-5)
except ValueError as e:
    print(f"无效年龄: {e}")

6. 自定义异常

可以创建自己的异常类型:

class MyCustomError(Exception):
    """自定义异常类"""
    def __init__(self, message, code):
        super().__init__(message)
        self.code = code

try:
    raise MyCustomError("发生了自定义错误", 500)
except MyCustomError as e:
    print(f"错误代码 {e.code}: {e}")

7. 异常捕获的最佳实践

  1. 具体优于宽泛:尽量捕获具体异常而非所有异常
# 不好
try:
    do_something()
except:
    pass

# 好
try:
    do_something()
except SpecificError:
    handle_error()

避免空的 except 块:至少要记录错误

# 不好
try:
    do_something()
except SomeError:
    pass

# 好
try:
    do_something()
except SomeError as e:
    log_error(e)

合理使用 finally:确保资源释放

conn = None
try:
    conn = create_connection()
    use_connection(conn)
except ConnectionError:
    handle_error()
finally:
    if conn is not None:
        conn.close()

不要滥用异常处理:异常应处理异常情况,而非控制流程

# 不好 - 使用异常处理正常流程
try:
    value = my_dict[key]
except KeyError:
    value = default_value

# 好 - 使用字典的get方法
value = my_dict.get(key, default_value)

8. 异常链(Python 3+)

可以使用 raise from 保留原始异常信息:

try:
    import non_existent_module
except ImportError as e:
    raise MyError("模块导入失败") from e

9. 上下文管理器与异常处理

上下文管理器 (with 语句) 可以简化资源管理:

 传统方式
file = None
try:
    file = open('data.txt')
    process(file)
finally:
    if file is not None:
        file.close()

# 使用上下文管理器
with open('data.txt') as file:
    process(file)  # 文件会自动关闭,即使发生异常

异常捕获是 Python 编程中的重要技能,合理使用可以使程序更加健壮和可靠。记住要针对性地捕获异常,并提供有意义的错误处理。

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