Python 写代码时,错误是常有的事。为了让程序更健壮,我们需要学会如何处理这些错误。这篇文章会带你从零开始了解 Python 的错误处理。
参考文章:
- 什么是异常?
- 常见的 Python 异常类型
- 基本的 try-except 结构
- 捕获特定异常
- 使用 else 和 finally
- 抛出异常
- 自定义异常
- 错误处理的最佳实践
1. 什么是异常?
异常(Exception)就是程序运行时发生的错误,比如试图打开一个不存在的文件、除以零或者输入了非法数据。Python 会抛出异常来告诉你"嘿,这里出问题了!"。如果不处理,程序会直接崩溃,打印一堆错误信息(就是 traceback)。
异常处理的核心是用代码"捕获"这些错误,防止程序崩掉,还能给用户友好的提示。
2. 常见的 Python 异常类型
Python 内置了很多异常类型,了解它们能帮你更好地处理问题。以下是一些常见的异常:
ZeroDivisionError
:除以零时触发。FileNotFoundError
:试图打开不存在的文件。ValueError
:函数接收到不合适的参数,比如把字符串传给int()
。TypeError
:类型错误,比如试图把字符串和整数相加。IndexError
:列表索引超出范围。KeyError
:访问字典中不存在的键。
这些异常都是 Python 的内置类,继承自 Exception
类。你可以在代码中捕获它们。
3. 基本的 try-except 结构
Python 用 try-except
块来处理异常。基本思路是:把可能出错的代码放进 try
块,如果出错了,就跳到 except
块执行。
来看个简单的例子:
python
try:
num = int(input("请输入一个数字: "))
result = 10 / num
print(f"10 除以 {num} 等于 {result}")
except:
print("出错了!可能输入了非法数字或除以零。")
运行这段代码:
- 如果用户输入一个合法数字,比如
5
,程序会打印10 除以 5 等于 2.0
。 - 如果输入了非数字(比如
"abc"
)或0
,程序会跳到except
块,打印错误提示,而不会崩溃。
这个 except
是个"通吃"模式,捕获所有异常。但最好别这样用,因为你不知道具体出了啥问题。接下来我们改进它。
4. 捕获特定异常
与其捕获所有异常,不如只捕获你关心的特定异常类型。这样能更精准地处理问题。Python 允许在 except
后指定异常类型。
改写上面的例子:
python
try:
num = int(input("请输入一个数字: "))
result = 10 / num
print(f"10 除以 {num} 等于 {result}")
except ValueError:
print("请输入一个合法的数字!")
except ZeroDivisionError:
print("不能除以零!")
现在:
- 如果输入
"abc"
,会触发ValueError
,打印"请输入一个合法的数字!"。 - 如果输入
0
,会触发ZeroDivisionError
,打印"不能除以零!"。 - 其他异常(比如
KeyboardInterrupt
)不会被捕获,程序会照常报错。
你可以捕获多个异常,也可以把异常对象保存下来,查看具体错误信息:
python
try:
num = int(input("请输入一个数字: "))
result = 10 / num
except ValueError as e:
print(f"输入错误: {e}")
except ZeroDivisionError as e:
print(f"除零错误: {e}")
这里 as e
把异常对象存到变量 e
,可以打印更详细的错误信息。
5. 使用 else 和 finally
try-except
还有两个好用的伙伴:else
和 finally
。
else
:如果try
块没出错,就执行else
块。适合放那些依赖try
块成功的代码。finally
:不管try
块有没有出错,finally
块都会执行。常用来做清理工作,比如关闭文件。
来看个例子:
python
try:
num = int(input("请输入一个数字: "))
result = 10 / num
except ValueError:
print("请输入合法数字!")
except ZeroDivisionError:
print("不能除以零!")
else:
print(f"计算成功!结果是: {result}")
finally:
print("程序结束,清理完成!")
运行效果:
- 输入
5
:打印"计算成功!结果是: 2.0"和"程序结束,清理完成!"。 - 输入
"abc"
:打印"请输入合法数字!"和"程序结束,清理完成!"。 - 输入
0
:打印"不能除以零!"和"程序结束,清理完成!"。
finally
特别适合确保资源被正确释放,比如:
python
try:
file = open("data.txt", "r")
content = file.read()
except FileNotFoundError:
print("文件没找到!")
else:
print(f"文件内容: {content}")
finally:
try:
file.close()
print("文件已关闭")
except NameError:
print("文件从未打开,无需关闭")
这里 finally
确保文件被关闭,即使文件没找到(导致 file
未定义)也能安全处理。
6. 抛出异常
有时候你想主动抛出异常,比如检查到用户输入不符合要求。可以用 raise
关键字抛出异常。
例子:
python
def divide(a, b):
if b == 0:
raise ZeroDivisionError("除数不能为零!")
return a / b
try:
result = divide(10, 0)
except ZeroDivisionError as e:
print(f"错误: {e}")
运行会打印"错误: 除数不能为零!"。你可以用 raise
抛出任何内置异常,或者直接用 raise Exception("自定义消息")
。
还可以"重新抛出"异常:
python
try:
num = int(input("请输入一个数字: "))
except ValueError as e:
print(f"输入错误: {e}")
raise # 重新抛出原异常
这样会在处理完错误后,继续把异常抛给上层调用者。
7. 自定义异常
当内置异常不够用时,你可以定义自己的异常类。自定义异常通常继承自 Exception
类。
例子:
python
class CustomValueError(Exception):
"""自定义异常,用于值不符合要求"""
pass
def check_age(age):
if age < 0 or age > 150:
raise CustomValueError("年龄必须在0到150之间!")
return age
try:
age = check_age(200)
except CustomValueError as e:
print(f"错误: {e}")
运行会打印"错误: 年龄必须在0到150之间!"。自定义异常让代码更清晰,尤其在复杂项目中。
8. 错误处理的最佳实践
最后,分享一些写错误处理代码的建议:
- 捕获特定异常 :别用"通吃"的
except
,尽量指定具体的异常类型。 - 提供清晰的错误信息:用户看到错误时,应该知道问题出在哪,怎么解决。
- 用 else 和 finally 合理组织代码 :
else
放依赖try
成功的逻辑,finally
放清理工作。 - 别滥用异常 :异常是用来处理"异常情况"的,别用它来控制正常流程(比如代替
if
判断)。 - 记录错误日志 :在实际项目中,用
logging
模块记录异常,方便调试。
例子(带日志):
python
import logging
logging.basicConfig(level=logging.ERROR, filename="app.log")
try:
num = int(input("请输入一个数字: "))
result = 10 / num
except ValueError as e:
logging.error(f"输入错误: {e}")
print("请输入合法数字!")
except ZeroDivisionError as e:
logging.error(f"除零错误: {e}")
print("不能除以零!")
else:
print(f"结果: {result}")
finally:
print("程序结束!")
这个例子会把错误记录到 app.log
文件,方便排查问题。