2.4 异常处理

Python异常处理

2.4.1 基础概念

1 什么是异常

异常（Exception）是程序运行时发生的错误或异常情况。当Python程序遇到无法正常处理的情况时，会抛出异常。如果不处理这些异常，程序会崩溃并显示错误信息。

2 异常的类型

Python中的异常分为两大类：

• 内置异常：Python预定义的异常类型
• 自定义异常：用户自己定义的异常类型

Python中常见的异常类型：

• SyntaxError：语法错误
• NameError：未定义变量
• TypeError：类型错误
• ValueError：值错误
• FileNotFoundError：文件未找到
• ZeroDivisionError：除零错误

3 异常处理关键字详解

try

• 作用：标记可能发生异常的代码块
• 含义：尝试执行这段代码，如果出现异常则跳转到except块处理
• 特点：必须与except、finally或else配合使用

except

• 作用：捕获并处理try块中抛出的异常
• 语法：except [异常类型] [as 变量名]:
• 含义：当try块中发生指定类型的异常时，执行except块中的代码
• 示例：

  except ValueError:  # 只捕获ValueError
  except Exception as e:  # 捕获所有异常，e是异常对象
  

else

• 作用：当try块中没有异常发生时执行的代码
• 含义：只有在try块成功执行（无异常）时才运行
• 特点：必须放在except之后，finally之前

finally

• 作用：无论是否发生异常都会执行的代码
• 含义：通常用于清理资源（关闭文件、数据库连接等）
• 特点：即使try或except中有return语句，finally也会执行

raise

• 作用：主动抛出异常
• 含义：用于在代码中手动触发异常
• 示例：

  raise ValueError("输入值无效")
  raise  # 重新抛出当前异常
  

with

• 作用：上下文管理器，自动处理资源的获取和释放
• 含义：确保资源在使用完毕后被正确释放
• 示例：

  with open("file.txt") as f:  # 自动关闭文件
      data = f.read()
  

as

• 作用：将异常对象赋值给变量
• 含义：用于在except块中获取异常的详细信息
• 示例：

  except Exception as e:
      print(f"错误信息: {e}")
  

2.4.2 异常处理语法

基本语法

try:
    # 可能出错的代码
    result = 10 / 0
except ZeroDivisionError:
    print("除数不能为零")

处理多种异常

try:
    number = int(input("请输入数字: "))
    result = 10 / number
except ValueError:
    print("输入无效")
except ZeroDivisionError:
    print("除数不能为零")
except Exception as e:
    print(f"其他错误: {e}")

完整语法

try:
    file = open("data.txt", "r")
    data = file.read()
except FileNotFoundError:
    print("文件未找到")
else:
    print("读取成功")
finally:
    if 'file' in locals():
        file.close()

2.4.3 最佳实践

使用with语句

# 自动处理文件关闭
with open("data.txt", "r") as file:
    data = file.read()

自定义异常

class ValidationError(Exception):
    def __init__(self, message):
        self.message = message
        super().__init__(message)

def validate_age(age):
    if age < 0:
        raise ValidationError("年龄不能为负数")
    return True

2.4.4 实际应用

数据库操作

import sqlite3

def get_user(user_id):
    try:
        conn = sqlite3.connect('users.db')
        cursor = conn.cursor()
        cursor.execute("SELECT * FROM users WHERE id = ?", (user_id,))
        return cursor.fetchone()
    except sqlite3.OperationalError as e:
        print(f"数据库错误: {e}")
        return None
    finally:
        if 'conn' in locals():
            conn.close()

网络请求

import requests

def fetch_data(url):
    try:
        response = requests.get(url, timeout=10)
        response.raise_for_status()
        return response.json()
    except requests.exceptions.Timeout:
        print("请求超时")
    except requests.exceptions.ConnectionError:
        print("连接错误")
    except Exception as e:
        print(f"未知错误: {e}")
    return None

文件处理

import json

def read_json(file_path):
    try:
        with open(file_path, 'r', encoding='utf-8') as file:
            return json.load(file)
    except FileNotFoundError:
        print("文件不存在")
    except json.JSONDecodeError:
        print("JSON格式错误")
    except Exception as e:
        print(f"读取错误: {e}")
    return None

2.4.5 关键要点

1. 使用具体异常类型而不是通用Exception
2. 合理使用try-except-else-finally结构
3. 使用with语句自动管理资源
4. 记录异常信息便于调试
5. 避免过度使用异常处理，考虑性能影响