异常处理
异常处理是 Python 编程中的重要概念之一，用于捕获和处理程序运行时可能出现的错误。通过合理的异常处理，程序可以避免因错误而中断，从而提升代码的健壮性和用户体验。本节将介绍异常的基本概念、常见的异常类型以及如何使用异常处理机制来编写健壮的 Python 程序。
1. 什么是异常
异常是程序运行时发生的错误，当 Python 解释器遇到异常时，会中断程序的执行，并显示错误信息。如果我们希望程序在出现异常时能够优雅地处理，就需要进行异常捕获和处理。
常见的异常类型包括：
ZeroDivisionError：除数为 0 时引发的异常。FileNotFoundError：尝试访问不存在的文件时引发的异常。IndexError：访问列表或元组中不存在的索引时引发的异常。KeyError：访问字典中不存在的键时引发的异常。TypeError：数据类型不匹配时引发的异常。
2. 使用 try-except 语句
可以使用 try-except 语句捕获异常，并防止程序因异常而崩溃。try 块中的代码会被尝试执行，如果引发异常，则跳转到对应的 except 块进行处理。
try:num = int(input("请输入一个整数: "))result = 10 / numprint(f"结果是: {result}")
except ZeroDivisionError:print("错误：除数不能为 0！")
except ValueError:print("错误：请输入有效的整数！")
2.1 捕获多个异常
在同一个 try 语句中，可以捕获多个不同类型的异常。每个 except 块对应不同的异常类型。
try:value = int(input("请输入一个整数: "))result = 10 / valueprint(f"结果是: {result}")
except (ZeroDivisionError, ValueError) as e:print(f"发生错误: {e}")
3. 使用 else 语句
如果 try 块中的代码没有引发异常，则会执行 else 块中的代码。
try:value = int(input("请输入一个整数: "))result = 10 / value
except ZeroDivisionError:print("错误：除数不能为 0！")
except ValueError:print("错误：请输入有效的整数！")
else:print(f"结果是: {result}")
4. 使用 finally 语句
finally 块中的代码无论是否引发异常，都会执行，通常用于释放资源，如关闭文件或网络连接。
try:file = open('example.txt', 'r')content = file.read()
except FileNotFoundError:print("错误：文件未找到！")
finally:file.close()print("文件已关闭")
5. 自定义异常
Python 允许我们自定义异常类，并在程序中引发自定义的异常。自定义异常类需要继承自 Exception 类。
class CustomError(Exception):"""自定义异常类"""def __init__(self, message):self.message = message# 在程序中引发自定义异常
def check_value(value):if value < 0:raise CustomError("值不能为负数！")else:print(f"输入值是: {value}")try:check_value(-5)
except CustomError as e:print(f"捕获到自定义异常: {e.message}")
6. raise 关键字
raise 关键字可以显式地引发异常，无论是内置异常还是自定义异常。
def divide(a, b):if b == 0:raise ZeroDivisionError("除数不能为 0！")return a / btry:result = divide(10, 0)
except ZeroDivisionError as e:print(f"捕获到异常: {e}")
7. assert 语句
assert 语句用于在程序中插入调试断言。它检查一个条件，如果条件为 False，则引发 AssertionError 异常。
def calculate_square_root(x):assert x >= 0, "输入必须是非负数"return x ** 0.5print(calculate_square_root(25)) # 正常输出：5.0
print(calculate_square_root(-4)) # 引发 AssertionError
8. 小结
异常处理是编写健壮 Python 程序的重要工具。通过合理使用 try-except 语句，我们可以有效捕获并处理程序运行中的错误，避免程序崩溃。同时，使用 finally 语句保证资源的释放，通过 assert 和自定义异常提升代码的可维护性。掌握异常处理技巧能够帮助我们编写更稳定、可靠的代码。
