Python异常处理：基础到进阶的实用指南

前言

大家好，我是海鸽。异常处理在工程文件中必不可少，今天就带大家彻底搞定python的异常处理。

什么是异常

在Python中，异常是指在程序执行过程中出现的错误或异常情况。

当Python解释器无法执行代码时，它会引发异常，这可能是由于语法错误、运行时错误或逻辑错误等原因引起的。

我们经常会碰到诸如以下的异常：

SyntaxError异常

Python语言拥有自己的语法格式和规则。如果我们未能遵守这些规则，就会导致异常的出现。

In [52]: pint("Hello, World!")
---------------------------------------------------------------------------
NameError                                 Traceback (most recent call last)
Input In [52], in <cell line: 1>()
----> 1 pint("Hello, World!")

NameError: name 'pint' is not defined

正确语法为print("Hello, World!")

NameError异常

NameError异常通常在代码中引用了未声明的变量或者不存在的函数或方法时触发。

In [53]: print(my_variable)  # 使用了未定义的变量
---------------------------------------------------------------------------
NameError                                 Traceback (most recent call last)
Input In [53], in <cell line: 1>()
----> 1 print(my_variable)

NameError: name 'my_variable' is not defined

KeyError异常

KeyError异常通常在尝试访问字典中不存在的键时触发。

In [54]: my_dict = {
   
   'a': 1, 'b': 2}
    ...: print(my_dict['c'])  # 尝试访问字典中不存在的键
---------------------------------------------------------------------------
KeyError                                  Traceback (most recent call last)
Input In [54], in <cell line: 2>()
      1 my_dict = {
   
   'a': 1, 'b': 2}
----> 2 print(my_dict['c'])

KeyError: 'c'

FileNotFoundError（文件未找到错误）

FileNotFoundError异常通常在尝试打开或操作一个并不存在的文件时触发。

In [55]: file = open('non_existent_file.txt', 'r')
---------------------------------------------------------------------------
FileNotFoundError                         Traceback (most recent call last)
Input In [55], in <cell line: 1>()
----> 1 file = open('non_existent_file.txt', 'r')

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

异常可以分为两种类型：

1. 语法错误（Syntax Errors）：这类错误也称为解析错误，是由于代码不符合Python语法规则而引起的。比如，拼写错误、缺少括号、不正确的缩进等。

2. 运行时错误（Runtime Errors）：这类错误在程序运行时发生，通常是由于程序的逻辑错误或外部环境引起的。常见的运行时错误包括除以零（ZeroDivisionError）、访问不存在的索引（IndexError）、使用未定义变量（NameError）等。

异常处理机制允许我们捕获并处理这些异常，以避免程序崩溃并提供错误处理和恢复的机会。

在Python中，我们可以使用try-except语句来捕获并处理异常。try语句块用于执行可能会引发异常的代码，而except语句块用于处理异常情况。例如：

try:
    # 可能会引发异常的代码
    result = 10 / 0
except ZeroDivisionError:
    # 处理除以零的异常
    print("除数不能为零！")

除了使用try-except语句来处理异常，还可以使用其他相关的结构和关键字，如try-except-else、try-except-finally等，来更灵活地处理异常情况。

异常的分类2

在Python中，异常可以进一步分为内置异常（Built-in Exceptions）和自定义异常（Custom Exceptions）。

1. 内置异常（Built-in Exceptions）：Python提供了一系列内置的异常类来表示不同类型的错误或异常情况。这些异常类都是内置在Python解释器中的，开发者可以直接使用它们来处理程序执行过程中可能出现的各种错误。常见的内置异常包括：

-- SystemExit  # 解释器请求退出
-- KeyboardInterrupt  # 用户中断执行(通常是输入^C)
-- GeneratorExit  # 生成器(generator)发生异常来通知退出
     -- StopIteration  # 迭代器没有更多的值
     -- StopAsyncIteration  # 必须通过异步迭代器对象的__anext__()方法引发以停止迭代
     -- ArithmeticError  # 各种算术错误引发的内置异常的基类
     |    -- FloatingPointError  # 浮点计算错误
     |    -- OverflowError  # 数值运算结果太大无法表示
     |    -- ZeroDivisionError  # 除(或取模)零 (所有数据类型)
     -- AssertionError  # 当assert语句失败时引发
     -- AttributeError  # 属性引用或赋值失败
     -- BufferError  # 无法执行与缓冲区相关的操作时引发
     -- EOFError  # 当input()函数在没有读取任何数据的情况下达到文件结束条件(EOF)时引发
     -- ImportError  # 导入模块/对象失败
     |    -- ModuleNotFoundError  # 无法找到模块或在在sys.modules中找到None
     -- LookupError  # 映射或序列上使用的键或索引无效时引发的异常的基类
     |    -- IndexError  # 序列中没有此索引(index)
     |    -- KeyError  # 映射中没有这个键
     -- MemoryError  # 内存溢出错误(对于Python 解释器不是致命的)
     -- NameError  # 未声明/初始化对象 (没有属性)
     |    -- UnboundLocalError  # 访问未初始化的本地变量
     -- OSError  # 操作系统错误，EnvironmentError，IOError，WindowsError，socket.error，select.error和mmap.error已合并到OSError中，构造函数可能返回子类
     |    -- BlockingIOError  # 操作将阻塞对象(e.g. socket)设置为非阻塞操作
     |    -- ChildProcessError  # 在子进程上的操作失败
     |    -- ConnectionError  # 与连接相关的异常的基类
     |    |    -- BrokenPipeError  # 另一端关闭时尝试写入管道或试图在已关闭写入的套接字上写入
     |    |    -- ConnectionAbortedError  # 连接尝试被对等方中止
     |    |    -- ConnectionRefusedError  # 连接尝试被对等方拒绝
     |    |    -- ConnectionResetError    # 连接由对等方重置
     |    -- FileExistsError  # 创建已存在的文件或目录
     |    -- FileNotFoundError  # 请求不存在的文件或目录
     |    -- InterruptedError  # 系统调用被输入信号中断
     |    -- IsADirectoryError  # 在目录上请求文件操作(例如 os.remove())
     |    -- NotADirectoryError  # 在不是目录的事物上请求目录操作(例如 os.listdir())
     |    -- PermissionError  # 尝试在没有足够访问权限的情况下运行操作
     |    -- ProcessLookupError  # 给定进程不存在
     |    -- TimeoutError  # 系统函数在系统级别超时
     -- ReferenceError  # weakref.proxy()函数创建的弱引用试图访问已经垃圾回收了的对象
     -- RuntimeError  # 在检测到不属于任何其他类别的错误时触发
     |    -- NotImplementedError  # 在用户定义的基类中，抽象方法要求派生类重写该方法或者正在开发的类指示仍然需要添加实际实现
     |    -- RecursionError  # 解释器检测到超出最大递归深度
     -- SyntaxError  # Python 语法错误
     |    -- IndentationError  # 缩进错误
     |         -- TabError  # Tab和空格混用
     -- SystemError  # 解释器发现内部错误
     -- TypeError  # 操作或函数应用于不适当类型的对象
     -- ValueError  # 操作或函数接收到具有正确类型但值不合适的参数
     |    -- UnicodeError  # 发生与Unicode相关的编码或解码错误
     |         -- UnicodeDecodeError  # Unicode解码错误
     |         -- UnicodeEncodeError  # Unicode编码错误
     |         -- UnicodeTranslateError  # Unicode转码错误
     -- Warning  # 警告的基类
          -- DeprecationWarning  # 有关已弃用功能的警告的基类</