8.Python 异常 (Exception)

1. Python 中的错误

在 Python 开发过程中，可能会遇到 3 种错误：

语法错误 (Syntax Error) ：代码不符合 Python 语法规则。
- PyCharm 会给出红色的波浪线提示，运行会出现 SyntaxError。
python 复制代码
```
# 计算 a 跟 b 的和
a = 10
b = 5
print(a - b)  # 5 
```
逻辑错误 (Logic Error、Bug) ：代码不符合业务逻辑。
- PyCharm 不会给出任何提示信息。
异常 (Exception) ：操作不合理、Python 无法正常处理你的代码。
- Python 会抛出异常信息（比如 XxxError）。
python 复制代码
```
i = int('小码哥')
print(i)

print(10 / 0)
```

2. 异常的特点

会直接导致程序终止运行。

python 复制代码

print(1)
print(10 / 0)
print(2)

def test():
    print(2)
    print(10 / 0)
    print(3)

print(1)
test()
print(4)

# 运行结果:
# 1
# ZeroDivisionError: division by zero
# 1
# 2
# ZeroDivisionError: division by zero

有时候来得猝不及防，把握不住。

python 复制代码

age = int(input('请输入你的年龄：'))
print(age)

3. 异常的处理

在绝大部分情况下：

我们都不希望程序因为异常而终止运行。
我们更希望的是：
- 能够"把握住"异常
- 能够拦截（捕获）异常
- 根据不同的异常信息作出不同的处理
- 让程序保持正常运行

3.1 捕获异常的基本结构

try、except、else、finally 配合使用：

try ：包含可能会产生异常的代码。
- 一旦出现异常，会直接跳过 try 中剩余未执行的代码。
except ：当出现异常时，会执行 except 中的代码。
- 可以省略。
else ：当没有出现异常时，会执行 else 中的代码。
- 可以省略。只能在有 except 时使用。
finally ：不管是否出现异常，最终都会执行 finally 中的代码。
- 可以省略。

python 复制代码

try:
    代码1
except:
    代码2
else:
    代码3
finally:
    代码4

综合示例：

python 复制代码

try:
    a = int(input('请输入第1个整数：'))
    print(1)
    b = int(input('请输入第2个整数：'))
    print(2)
    print(f'a除以b等于{a / b}')
    print(3)
except ValueError:
    print('输入的数据无法转成整数')
except ZeroDivisionError:
    print('0不能作为被除数')
else:
    print('很好，一切正常')
finally:
    print('操作处理完毕')
print(4)

3.2 常见的内置异常类型

ZeroDivisionError ：0 作为除数
python 复制代码
```
print(10 / 0) # ZeroDivisionError: division by zero
```

IndexError ：索引超出正常范围

python 复制代码

s = [11, 22, 33]
print(s[5]) # IndexError: list index out of range

NameError ：无法找到名称（标识符）
python 复制代码
```
print(age) # NameError: name 'age' is not defined
```
KeyError ：无法找到字典的 key
python 复制代码
```
d = {'age': 18}
print(d['name']) # KeyError: 'name'
```

TypeError ：使用了不恰当类型的对象

python 复制代码

print('age is ' + 18) # TypeError: can only concatenate str (not "int") to str

ValueError ：虽然类型正确，但值不正确

python 复制代码

n = int('娃哈哈') # ValueError: invalid literal for int() with base 10: '娃哈哈'

AttributeError ：操作（访问、赋值等）属性失败

python 复制代码

class Person:
    pass
    
p = Person()
print(p.age) # AttributeError: 'Person' object has no attribute 'age'

3.3 except 的高级用法

省略异常类型 ：except 后面可以不写异常类型，表示支持所有的异常类型。

python 复制代码

try:
    a = int(input('请输入第1个整数：'))
    b = int(input('请输入第2个整数：'))
    print(f'a除以b等于{a / b}')
    print([][10])
except ValueError:
    print('输入的数据无法转成整数')
except ZeroDivisionError:
    print('0不能作为被除数')
except:
    print('其他异常')

捕获多个异常类型 ：可以用元组同时表示多个异常类型。

python 复制代码

try:
    a = int(input('请输入第1个整数：'))
    b = int(input('请输入第2个整数：'))
    print(f'a除以b等于{a / b}')
except (ValueError, ZeroDivisionError):
    print('出现异常')

接收异常对象 ：可以用变量来接收异常对象（使用关键字 as）。

python 复制代码

try:
    n = int(input('请输入第1个整数：'))
    print(n)
except BaseException as e:
    print('出现异常', e)

try:
    a = int(input('请输入第1个整数：'))
    b = int(input('请输入第2个整数：'))
    print(f'a除以b等于{a / b}')
except (ValueError, ZeroDivisionError) as e:
    print('出现异常', e)

4. 异常的传播

一旦函数/方法中的代码出现了异常：
- 会直接跳过剩余的代码，函数/方法停止运行。
- 函数/方法中产生的异常，会向外传播到当初调用函数/方法的地方。
从异常的打印信息（Traceback），可以很清晰地看出异常的传播轨迹。
异常会由内往外 传播出去，直到被拦截捕获或传播到全局作用域为止。
- 可以想象成是在寻求帮助，看看哪位大神能够收了（处理）这个异常。
- 当异常传播到全局作用域时，还没有被拦截捕获，就会导致程序终止运行，并将异常信息打印出来。

5. 抛出异常 (raise)

如果函数/方法的参数有问题，我们可以在函数/方法内部：

将不合理的值过滤掉。
抛出异常，告诉传递参数的人：你传递的参数有严重问题。

可以通过 raise 主动抛出异常：

raise 后面跟上的必须是异常类型（BaseException 类型或其子类类型）。

python 复制代码

class Person:
    def __init__(self):
        self.__age = 1
        
    @property
    def age(self):
        return self.__age
        
    @age.setter
    def age(self, age):
        if age < 1:  # 主动抛出异常
            raise ValueError('age不能小于1')
        if age > 120:  # 主动抛出异常
            raise ValueError('age不能大于120')
        self.__age = age

try:
    p = Person()
    p.age = -10
    print(p.age)
except ValueError as e:
    print('出现了异常', e.args[0])

6. 自定义异常

为了让异常的类型、描述信息更加精准，可以考虑自定义异常。

一般建议 ：自定义的异常类型，最终要继承自 Exception，而并不是 BaseException。

python 复制代码

class AgeError(Exception):
    """自定义的异常类型，表示age有问题"""
    def __str__(self):
        return f'{self.args[0]}：{self.args[1]}值不合理'

class Person:
    def __init__(self):
        self.__age = 1
        
    @property
    def age(self):
        return self.__age
        
    @age.setter
    def age(self, age):
        if age < 1:  # 主动抛出异常
            raise AgeError('age不能小于1', age)
        if age > 120:  # 主动抛出异常
            raise AgeError('age不能大于120', age)
        self.__age = age

try:
    p = Person()
    p.age = 300
    print(p.age)
except AgeError as e:
    print('出现了异常', e)