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Python学习笔记：错误和异常处理

news 2025/6/14 6:33:53

1. 什么是错误和异常

在Python中，错误可以分为两类：

语法错误(Syntax Errors)：代码不符合Python语法规则
异常(Exceptions)：语法正确的代码在运行时发生的错误

# 语法错误示例
print("Hello World"  # 缺少右括号# 异常示例
print(10 / 0)  # ZeroDivisionError: division by zero

2. 常见的异常类型

Python内置了许多异常类型，常见的有：

# NameError - 尝试访问未定义的变量
print(undefined_variable)# TypeError - 类型操作错误
"2" + 2  # 不能将字符串和整数相加# IndexError - 索引超出范围
lst = [1, 2, 3]
print(lst[3](@ref)# KeyError - 字典键不存在
d = {'a': 1}
print(d['b'])# FileNotFoundError - 文件不存在
open('nonexistent.txt')

3. 异常处理：try-except语句

使用try-except可以捕获并处理异常：

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!")

捕获多种异常

try:num = int(input("请输入一个数字: "))result = 100 / numprint("结果是:", result)
except ValueError:print("输入的不是有效数字!")
except ZeroDivisionError:print("不能输入零!")
except Exception as e:  # 捕获所有其他异常print(f"发生未知错误: {e}")

4. try-except-else-finally完整结构

try:file = open('example.txt', 'r')content = file.read()
except FileNotFoundError:print("文件不存在!")
else:# 如果没有异常发生，执行else块print("文件内容:", content)
finally:# 无论是否发生异常都会执行print("清理工作...")if 'file' in locals() and not file.closed:file.close()

5. 抛出异常：raise语句

我们可以主动抛出异常：

def check_age(age):if age < 0:raise ValueError("年龄不能为负数")elif age < 18:raise ValueError("未成年禁止访问")else:print("欢迎访问")try:check_age(-5)
except ValueError as e:print(f"错误: {e}")

6. 自定义异常

我们可以创建自己的异常类型：

class MyCustomError(Exception):"""自定义异常类 - 用于演示特定业务场景的错误"""def __init__(self, message, error_code=500):self.message = messageself.error_code = error_codesuper().__init__(f"错误代码 {error_code}: {message}")def __str__(self):"""自定义异常信息的字符串表示形式"""return f"[{self.__class__.__name__}] {self.message}"def calculate_division(dividend, divisor):"""演示函数：执行除法运算，当条件不满足时抛出不同类型的异常"""if not isinstance(dividend, (int, float)) or not isinstance(divisor, (int, float)):raise TypeError("被除数和除数必须是数字类型")if divisor == 0:raise ZeroDivisionError("除数不能为零")if dividend < 0 or divisor < 0:# 抛出自定义异常：当输入为负数时raise MyCustomError("计算不支持负数输入", error_code=400)return dividend / divisordef main():"""主函数：演示异常的捕获和处理流程"""print("=== 自定义异常演示程序 ===")while True:try:# 获取用户输入num1 = float(input("\n请输入被除数（输入q退出）："))num2 = float(input("请输入除数："))# 执行计算result = calculate_division(num1, num2)print(f"计算结果：{num1} ÷ {num2} = {result}")except ValueError as e:# 处理非数字输入if "q" in str(e).lower():print("程序已退出")breakprint(f"输入错误：请输入有效的数字。错误详情：{e}")except ZeroDivisionError as e:# 处理内置异常print(f"数学错误：{e}")except MyCustomError as e:# 处理自定义异常print(f"业务错误：{e}（错误代码：{e.error_code}）")except TypeError as e:# 处理类型错误print(f"类型错误：{e}")except Exception as e:# 捕获所有其他未预期的异常print(f"未知错误：{e}")breakif __name__ == "__main__":main()

这个示例程序包含以下关键特性：

自定义异常类：MyCustomError继承自Exception，包含错误信息和错误代码
异常抛出函数：calculate_division根据不同条件抛出不同类型的异常
多级异常捕获：在main函数中使用多个except块分别处理不同类型的异常
用户交互：通过控制台输入演示异常的触发和处理流程

你可以运行这段代码并尝试以下输入场景：

正常输入两个正数（如10和2）
输入零作为除数（触发ZeroDivisionError）
输入负数（触发MyCustomError）
输入非数字字符（触发ValueError）
输入q退出程序

通过观察不同输入下的输出结果，你可以深入理解自定义异常的工作机制和优势。

7. 断言assert

assert用于确保某个条件为真，否则抛出AssertionError：

def divide(a, b):assert b != 0, "除数不能为零"return a / bprint(divide(10, 2))  # 正常
print(divide(10, 0))  # 抛出AssertionError

8. 实际应用案例

案例1：处理用户输入

while True:try:age = int(input("请输入您的年龄: "))if age < 0:raise ValueError("年龄不能为负数")breakexcept ValueError as e:print(f"无效输入: {e}")print(f"您的年龄是: {age}")

案例2：文件操作

def read_file(filename):try:with open(filename, 'r') as file:return file.read()except FileNotFoundError:print(f"文件 {filename} 不存在")return Noneexcept IOError:print(f"读取文件 {filename} 时发生错误")return Nonecontent = read_file('data.txt')
if content:print("文件内容:", content)

案例3：网络请求

import requestsdef fetch_url(url):try:response = requests.get(url, timeout=5)response.raise_for_status()  # 如果请求不成功，抛出HTTPErrorreturn response.textexcept requests.exceptions.Timeout:print("请求超时")except requests.exceptions.HTTPError as err:print(f"HTTP错误: {err}")except requests.exceptions.RequestException as err:print(f"请求错误: {err}")return Nonehtml = fetch_url("https://www.example.com")
if html:print("获取内容成功!")

9. 异常处理的最佳实践

1.不要过度使用try-except：只捕获你知道如何处理的异常
2.尽量具体：捕获特定异常而不是通用的Exception
3.记录异常信息：使用logging模块记录异常详情
4.保持简洁：try块中只包含可能引发异常的代码
5.清理资源：使用finally或上下文管理器(with语句)确保资源释放

import logginglogging.basicConfig(filename='app.log', level=logging.ERROR)def process_data(data):try:# 只包含可能引发异常的代码result = complex_operation(data)except ValueError as e:logging.error(f"处理数据时发生值错误: {e}")return Noneexcept DatabaseError as e:logging.error(f"数据库错误: {e}")return Noneelse:return result