零基础学 Python——异常处理-优快云博客

本文链接：https://blog.youkuaiyun.com/LYFYSZ123/article/details/145102127

亲爱的亦菲彦祖们，欢迎继续跟随我们的编程学习之旅！在前两篇博客中，我们已经深入探讨了模块和包的概念与应用，帮助大家更好地组织和复用代码。今天，我们将迈入Python编程中的另一个重要领域——异常处理。掌握异常处理，不仅能让你的程序更加健壮和可靠，还能提升你的调试能力。让我们一起来揭开异常处理的神秘面纱吧！

一、了解异常

在编程过程中，**异常（Exception）**指的是程序运行中出现的错误，这些错误会导致程序的正常执行被中断。Python在检测到错误时，会抛出相应的异常，除非被捕获和处理，否则程序将会终止。

示例：

尝试以只读模式打开一个不存在的文件，将会引发FileNotFoundError异常。

open('non_existent_file.txt', 'r')

运行上述代码，将得到如下错误提示：

Traceback (most recent call last):
  File "example.py", line 1, in <module>
    open('non_existent_file.txt', 'r')
FileNotFoundError: [Errno 2] No such file or directory: 'non_existent_file.txt'

二、异常的基本语法

1. try-except结构

语法：

try:
    # 可能发生错误的代码
except:
    # 如果发生异常执行的代码

示例：

try:
    f = open('test.txt', 'r')
except:
    f = open('test.txt', 'w')

解释：

try块中的代码可能会引发异常。
如果发生任何异常，程序将跳转到except块执行相应的代码。

2. 捕获指定异常

为了更精确地处理不同类型的异常，可以指定要捕获的异常类型。

2.1 语法

try:
    # 可能发生错误的代码
except 异常类型:
    # 如果捕获到该异常类型执行的代码

2.2 示例

try:
    print(num)
except NameError:
    print('有错误：变量未定义。')

解释：

仅捕获NameError异常，如果发生其他类型的异常，则不会被捕获。

注意事项：

如果尝试执行的代码的异常类型与except指定的异常类型不一致，则该异常不会被捕获。
通常，try块中放置一行可能引发异常的代码。

3. 捕获多个异常

当需要捕获多个异常类型时，可以使用元组将异常类型括起来。

示例：

try:
    print(1 / 0)
except (NameError, ZeroDivisionError):
    print('有错误：变量未定义或除以零。')

输出：

有错误：变量未定义或除以零。

4. 捕获异常描述信息

可以通过as关键字获取异常的具体信息。

示例：

try:
    print(num)
except (NameError, ZeroDivisionError) as result:
    print(result)

输出：

name 'num' is not defined

5. 捕获所有异常

使用Exception作为基类，可以捕获所有类型的异常。

示例：

try:
    print(num)
except Exception as result:
    print(result)

输出：

name 'num' is not defined

三、异常的else和finally

1. 异常的else

else块用于在try块中没有发生异常时执行特定的代码。

语法：

try:
    # 可能发生错误的代码
except Exception as e:
    # 发生异常时执行的代码
else:
    # 没有异常时执行的代码

示例：

try:
    print(1)
except Exception as e:
    print(e)
else:
    print('我是else，当没有异常时执行的代码。')

输出：

1
我是else，当没有异常时执行的代码。

2. 异常的finally

finally块中的代码无论是否发生异常，都会被执行，常用于资源的清理操作，如关闭文件。

语法：

try:
    # 可能发生错误的代码
except Exception as e:
    # 发生异常时执行的代码
finally:
    # 无论是否异常都要执行的代码

示例：

try:
    f = open('test.txt', 'r')
except Exception as e:
    f = open('test.txt', 'w')
else:
    print('没有异常，文件打开成功。')
finally:
    f.close()
    print('文件已关闭。')

解释：

如果文件存在，打开文件并打印“没有异常，文件打开成功。”，然后关闭文件。
如果文件不存在，创建文件并关闭文件。

四、异常的传递

异常可以在多个嵌套的try-except块中传递，逐层处理。

示例：

import time

try:
    f = open('test.txt', 'r')
    try:
        while True:
            content = f.readline()
            if len(content) == 0:
                break
            time.sleep(2)
            print(content)
    except:
        print('意外终止了读取数据。')
    finally:
        f.close()
        print('文件已关闭。')
except:
    print("没有这个文件。")

解释：

外层try块尝试以只读模式打开test.txt文件。
如果文件不存在，将触发外层except块，打印“没有这个文件。”。
如果文件存在，内层try块开始读取文件内容。
在读取过程中，如果用户通过如Ctrl+C等方式中断程序，将触发内层except块，打印“意外终止了读取数据。”。
无论是否发生异常，finally块都会执行，关闭文件并打印“文件已关闭。”。

五、抛出异常

1. 使用`raise`主动抛出异常

在某些情况下，需要根据特定条件主动引发异常，以确保程序在不满足条件时停止执行。

示例：

需求：用户输入密码，如果密码长度小于3位，则抛出异常并捕获。

def main():
    try:
        password = input('请输入密码：')
        if len(password) < 3:
            raise Exception(f'您输入的密码长度是{len(password)}，密码不能少于3位。')
    except Exception as result:
        print(result)
    else:
        print('没有异常，密码输入完成。')

if __name__ == '__main__':
    main()

运行示例：

请输入密码：ab
您输入的密码长度是2，密码不能少于3位。

请输入密码：abc
没有异常，密码输入完成。

2. 使用`assert`断言

assert语句用于在代码中设置断言，即在运行时检查某个条件是否为真。如果条件不满足，将抛出AssertionError异常。

示例：

def read_file(file_path):
    assert isinstance(file_path, str), "文件路径必须是字符串类型。"
    try:
        with open(file_path, 'r') as f:
            content = f.read()
            return content
    except FileNotFoundError:
        print(f'文件"{file_path}"不存在。')
    except PermissionError:
        print(f'没有权限读取文件"{file_path}"。')

# 使用断言
read_file(123)  # 触发断言

输出：

AssertionError: 文件路径必须是字符串类型。

解释：

assert isinstance(file_path, str)检查file_path是否为字符串类型。
如果条件不满足，抛出AssertionError并输出自定义错误信息。
assert通常用于调试阶段，确保代码逻辑的正确性。

六、自定义异常

在Python中，可以通过继承内置的异常类来创建自定义异常，以便在特定情况下提供更有意义的错误信息。

示例：

创建一个自定义异常类PasswordTooShortError，用于处理密码长度不足的情况。

class PasswordTooShortError(Exception):
    """密码长度不足异常类"""
    def __init__(self, length, message="密码长度不足。"):
        self.length = length
        self.message = message
        super().__init__(self.message)

    def __str__(self):
        return f"{self.message} 当前长度：{self.length}。"

def set_password(password):
    if len(password) < 3:
        raise PasswordTooShortError(len(password))
    print("密码设置成功。")

def main():
    try:
        pwd = input("请输入密码：")
        set_password(pwd)
    except PasswordTooShortError as e:
        print(e)
    except Exception as e:
        print(f"其他错误：{e}")
    else:
        print("没有异常，程序正常运行。")

if __name__ == "__main__":
    main()