零基础上手Python数据分析 (6)：Python 异常处理，告别程序崩溃的烦恼！

回顾一下，前几篇博客我们学习了 Python 的基本语法、数据结构和文件操作。 现在，我们已经掌握了 Python 编程的基础知识，可以开始编写更复杂的数据分析代码了。 但是，在实际的数据分析工作中，程序并非总能一帆风顺地运行，总会遇到各种 意外情况，例如：

• 文件找不到： 程序尝试读取一个不存在的数据文件。
• 数据格式错误： 数据文件中包含非预期的格式，例如本应是数字的列包含了文本。
• 网络连接中断： 程序尝试从网络获取数据，但网络连接突然中断。
• 用户输入错误： 程序需要用户输入数据，但用户输入了无效的数据类型。

程序运行中出现这些意外情况，就会引发 错误 (Error) 或 异常 (Exception)，如果不进行妥善处理，程序就会 崩溃 (Crash)，导致数据分析任务中断，甚至数据丢失。

Excel 的错误处理：手动排查与公式错误

对于 Excel 用户来说，错误处理也不陌生。 Excel 公式中经常会出现各种错误提示，例如 #DIV/0!, #VALUE!, #N/A 等，这些都表示公式计算过程中遇到了错误。 Excel 的错误处理主要依赖 手动排查 和 公式内置的错误处理函数 (例如 IFERROR, ISERROR 等)：

• 手动排查错误来源： 当 Excel 表格中出现错误提示时，需要手动检查公式、数据源等，找出错误的原因，并进行修改。 这种手动排查方式在表格复杂、公式嵌套较多时，效率低下，容易遗漏。
• 使用错误处理函数屏蔽错误： 可以使用 IFERROR 等函数，将错误值替换为自定义的值 (例如空白、0 等)，避免错误值影响后续计算或显示。 但这只是 掩盖 了错误，并没有真正 解决 错误，有时反而会隐藏潜在的问题。

Python 异常处理：优雅应对错误，提升程序健壮性

Python 提供了强大的 异常处理机制，允许我们在代码中 预先设置好错误处理方案，当程序运行过程中出现异常时，能够 自动捕获异常，并 执行预定义的处理代码，而不是直接崩溃。 Python 的异常处理机制可以帮助我们：

• 提高程序的健壮性 (Robustness)： 让程序在遇到意外情况时，不会轻易崩溃，而是能够优雅地处理错误，保证程序的稳定运行。
• 提升用户体验 (User Experience)： 当程序出现错误时，可以向用户给出友好的错误提示信息，而不是直接抛出难懂的错误堆栈信息，提升用户体验。
• 方便错误调试和维护 (Debugging and Maintenance)： 通过异常处理，可以更好地定位和跟踪程序错误，方便调试和维护代码。

本篇博客将带你学习 Python 的异常处理机制，让你掌握如何编写更健壮、更可靠的数据分析代码，告别程序崩溃的烦恼，让你的数据分析工作更加顺畅高效！

⚠️ 一、什么是异常？为什么要进行异常处理？

异常 (Exception) 是指在程序 运行期间 发生的 非正常情况 或 意外事件，例如文件找不到、网络连接失败、数据类型错误、除数为零等。 当 Python 解释器遇到异常时，会 中断当前的程序执行流程，并 抛出一个异常对象，表示发生了某种错误。

不进行异常处理的后果：程序崩溃

如果不进行异常处理，当程序抛出异常时，程序会 立即终止运行，并打印 错误堆栈信息 (Traceback) 到控制台。 错误堆栈信息会详细显示错误类型、错误发生的行数、函数调用链等信息，帮助开发者定位错误原因。 但对于用户来说，看到错误堆栈信息往往是 不友好的，甚至会感到困惑和害怕。 更重要的是，程序崩溃会导致 数据分析任务中断，未完成的工作丢失，系统不稳定 等严重后果。

示例：不进行异常处理，程序崩溃

假设我们编写一个程序，尝试读取一个不存在的文件 non_existent_file.txt：

file = open("non_existent_file.txt", mode='r', encoding='utf-8') # 尝试打开不存在的文件
content = file.read()
print(content)
file.close()

运行这段代码，由于文件 non_existent_file.txt 不存在，open() 函数会抛出一个 FileNotFoundError 异常，程序会立即崩溃，并打印错误堆栈信息：

FileNotFoundError: [Errno 2] No such file or directory: 'non_existent_file.txt'

During handling of the above exception, another exception occurred:

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

可以看到，程序因为 FileNotFoundError 异常而崩溃了。 如果我们希望程序在文件找不到的情况下，能够 继续运行，而不是直接崩溃，就需要进行 异常处理。

异常处理的目的：程序健壮性与用户友好性

异常处理 的主要目的有两个：

1. 提高程序的健壮性 (Robustness)： 通过预先设置好错误处理方案，让程序在遇到异常时，能够 优雅地处理错误，避免程序崩溃，保证程序的稳定运行。 例如，