Python 异常处理机制详解-猿码集

1. 异常处理机制是什么

异常处理机制是指程序在执行过程中遇到异常时，按照一定的规则或指定的处理方式来处理这些异常，并且保证程序的稳定性。

在 Python 中，每个异常都是一个对象，这些异常会在运行时抛出。当捕获到异常时，可以通过处理措施来尝试恢复程序的正常运行。如果没有捕获到异常，程序可能会崩溃并终止执行。

2. Python 中常见的异常情况

2.1 语法错误

语法错误是最常见的异常情况之一，这意味着你的代码中有一些不符合 Python 语法规则的错误。


# 示例代码
if a = b:
  print('a equals b')

在这个示例中，我们故意将复制运算符写成了等于号，这会导致 Python 抛出一个语法错误。

2.2 索引错误

索引错误指的是当你试图访问一个不存在的索引时，Python 会抛出一个 IndexError 异常。


# 示例代码
my_list = [1, 2, 3]
print(my_list[5])

在这个示例中，我们试图访问列表中不存在的第 6 个元素，这会导致 Python 抛出一个索引错误。

2.3 除以零错误

当我们试图对一个数进行除以零运算时，Python 会抛出一个除以零错误或 ZeroDivisionError 异常。


# 示例代码
a = 5
b = 0
result = a / b
print(result)

在这个示例中，我们试图将一个数除以零，这会导致 Python 抛出一个除以零错误。

3. 异常处理方式

Python 中提供了 try、except、else 和 finally 等关键字，来实现异常的处理。

3.1 try-except 语句

try-except 语句可以用来捕获代码块中出现的异常，并提供一种处理异常的方法。


# 示例代码
try:
    result = 10 / 0
except ZeroDivisionError:
    print("Oops! You can't divide by zero.")

在这个示例中，我们试图除以零，但是在 try 代码块中执行它时，Python 抛出了一个除以零错误。由于我们已经在 except 代码块中明确指定了捕获 ZeroDivisionError 异常，所以程序会执行 except 代码块中的语句，打印一个错误消息。

3.2 try-except-else 语句

try-except-else 语句是一种更复杂的异常处理方式，它可以在出现异常时执行 except 代码块中的代码，并在无异常时执行 else 代码块中的代码。


# 示例代码
try:
    f = open('file.txt')
except IOError:
    print("File not found or can't be opened.")
else:
    with f:
        print(f.read())

在这个示例中，我们试图打开一个不存在的文件。由于文件不存在，Python 会抛出一个 IOError 异常，并执行 except 代码块中的语句。如果文件存在且可以打开，Python 会跳过 except 代码块中的代码，执行 else 代码块中的语句，读取文件内容。

3.3 try-except-finally 语句

try-except-finally 语句可以用来在出现异常时执行 except 代码块中的语句，以及在任何情况下都执行 finally 代码块中的语句。


# 示例代码
try:
    f = open('file.txt')
except IOError:
    print("File not found or can't be opened.")
finally:
    print("This will always be executed.")

在这个示例中，我们试图打开一个不存在的文件。由于文件不存在，Python 会抛出一个 IOError 异常，并执行 except 代码块中的语句。无论是否发生异常，finally 代码块中的语句都会执行，以确保我们的文件资源被正确清理。

4. 自定义异常

除了 Python 中自带的异常类型以外，我们还可以自定义一些异常类型，以满足特定的需求。


# 示例代码
class Error(Exception):
    # 自定义异常基类
    pass
class ValueTooSmallError(Error):
    # 当输入值太小时，会触发这个异常
    pass
class ValueTooLargeError(Error):
    # 当输入值太大时，会触发这个异常
    pass
# 主程序
number = 10
while True:
    try:
        value = int(input("Please enter a number: "))
        if value < number:
            raise ValueTooSmallError
        elif value > number:
            raise ValueTooLargeError
        break
    except ValueTooSmallError:
        print("This value is too small, try again!")
        print()
    except ValueTooLargeError:
        print("This value is too large, try again!")
        print()
print("Congratulations! You guessed it correctly.")

在这个示例中，我们自定义了三种异常类型，当输入值过小或过大时会抛出这些异常。我们在主程序的 try 代码块中使用 raise 语句来抛出这些异常。如果用户输入了正确的值，则退出循环，并输出“恭喜你猜对了！”的消息。

5. 总结

异常处理是 Python 编程中非常重要的一个概念，它可以帮助我们避免程序崩溃，提供一种应对异常情况的方案。Python 中有许多种异常处理方式，包括 try-except、try-except-else 以及 try-except-finally。我们还可以自定义异常类型，以满足特定的需求。

Python 异常处理机制详解