13 - 异常处理

13 - 异常处理

程序不可能总是一帆风顺。文件可能不存在、网络可能断了、用户可能输入了奇怪的东西。异常处理就是教你的程序怎么"优雅地"应对这些意外。

什么是异常

你之前肯定已经见过报错了，比如：

print(1/0)# ZeroDivisionError: division by zeroprint(my_var)# NameError: name 'my_var' is not definedint("abc")# ValueError: invalid literal for int()

这些报错在 Python 里叫"异常"（Exception）。程序遇到异常就会停下来，如果不处理就直接崩了。

try-except

最基本的异常处理：

try:result=10/0exceptZeroDivisionError:print("不能除以零！")

try里面放可能出错的代码，except里面放出错后怎么应对。如果没出错，except就跳过。

捕获特定异常

try:num=int(input("输入一个数字："))result=100/numprint(f"结果：{result}")exceptValueError:print("请输入有效的数字！")exceptZeroDivisionError:print("不能输入 0！")

可以有多个except，分别处理不同的异常。跟if-elif一样，匹配到第一个就执行，后面的跳过。

获取异常信息

try:result=10/0exceptZeroDivisionErrorase:print(f"出错了：{e}")# 出错了：division by zeroprint(f"异常类型：{type(e)}")

as e把异常对象存到变量e里，你可以查看具体信息。

捕获所有异常

try:# 一些可能出错的操作risky_operation()exceptExceptionase:print(f"出错了：{e}")

Exception是大多数异常的基类，能捕获除了KeyboardInterrupt（Ctrl+C）和SystemExit之外的所有异常。

不建议一开始就用except Exception，因为这样你什么异常都吞了，包括你没想到会发生的。最好是先捕获具体的异常，实在兜不住了再用Exception做最后一道防线。

try:process_data()exceptFileNotFoundError:print("文件不存在")exceptValueError:print("数据格式错误")exceptExceptionase:print(f"未知错误：{e}")# 最后的兜底

try-except-else-finally

完整形态：

try:f=open("data.txt","r")content=f.read()exceptFileNotFoundError:print("文件不存在")else:# try 成功（没异常）时执行print(f"读取了{len(content)}个字符")finally:# 不管有没有异常，都会执行print("操作结束")

• else：try 没出错才执行。放在else里的好处是，如果else里的代码出了异常，不会被上面的except意外捕获。
• finally：无论如何都执行。通常用来清理资源（关文件、关数据库连接等）。

不过说实话，else用得不多。finally如果你用了with语句也不需要了（with 自动处理清理工作）。

抛出异常

用raise主动抛出异常：

defset_age(age):ifage<0:raiseValueError("年龄不能为负数")ifage>150:raiseValueError("年龄不太对吧")returnage set_age(-5)# ValueError: 年龄不能为负数

也可以把捕获的异常重新抛出去：

try:process_data()exceptValueErrorase:print(f"处理数据失败：{e}")raise# 重新抛出，让上层处理

自定义异常

你可以创建自己的异常类型：

classInsufficientBalanceError(Exception):"""余额不足异常"""def__init__(self,balance,amount):self.balance=balance self.amount=amountsuper().__init__(f"余额不足：当前{balance}，需要{amount}")classBankAccount:def__init__(self,balance=0):self.balance=balancedefwithdraw(self,amount):ifamount>self.balance:raiseInsufficientBalanceError(self.balance,amount)self.balance-=amount# 使用account=BankAccount(100)try:account.withdraw(200)exceptInsufficientBalanceErrorase:print(f"取款失败：{e}")print(f"差额：{e.amount-e.balance}")

自定义异常的好处：调用者可以精确地捕获你的业务异常，而不会跟 Python 内置的异常搞混。

常见的异常类型

你不用背这些，遇到了查一下就行。写多了自然就记住了。

异常处理的几个原则

不要吞掉异常

# 很糟糕的做法try:important_operation()exceptException:pass# 什么也不做，异常被默默吞掉了

这是最让人抓狂的代码之一。出了问题你完全不知道发生了什么，因为异常被静默忽略了。

至少打印个日志：

importloggingtry:important_operation()exceptExceptionase:logging.error(f"操作失败：{e}")raise# 或者重新抛出

精确捕获

# 不太好——什么都捕获了try:data=json.loads(text)exceptException:data={}# 更好——只捕获 JSON 解析错误try:data=json.loads(text)exceptjson.JSONDecodeError:data={}

捕获范围太广的话，可能会掩盖你没预料到的 bug。

EAFP vs LBYL

Python 社区有个哲学叫EAFP（Easier to Ask Forgiveness than Permission）——先干再说，出错了再处理。

# EAFP 风格（推荐）try:value=my_dict["key"]exceptKeyError:value="默认值"# LBYL 风格（Look Before You Leap）if"key"inmy_dict:value=my_dict["key"]else:value="默认值"

Python 更推崇 EAFP 风格。当然，如果已经有更好的 API（比如dict.get()），那就用它：

# 最佳value=my_dict.get("key","默认值")

异常链

Python 3 支持异常链，可以在捕获一个异常时抛出另一个异常，同时保留原始信息：

classConfigError(Exception):passtry:withopen("config.json")asf:config=json.load(f)exceptFileNotFoundErrorase:raiseConfigError("配置文件缺失")fromeexceptjson.JSONDecodeErrorase:raiseConfigError("配置文件格式错误")frome

这样报错信息里会同时显示原始异常和新的异常，方便追踪问题。

一个综合例子

importjsonimportloggingfrompathlibimportPath logging.basicConfig(level=logging.INFO)logger=logging.getLogger(__name__)defload_user_data(filepath:str)->dict:"""加载用户数据，处理各种可能的异常"""p=Path(filepath)try:content=p.read_text(encoding="utf-8")exceptFileNotFoundError:logger.warning(f"文件不存在：{filepath}，返回空数据")return{}exceptPermissionError:logger.error(f"没有权限读取：{filepath}")raisetry:data=json.loads(content)exceptjson.JSONDecodeErrorase:logger.error(f"JSON 格式错误：{e}")return{}ifnotisinstance(data,dict):logger.warning("数据格式不对，应该是字典")return{}logger.info(f"成功加载数据，共{len(data)}个字段")returndata

这个例子展示了：

• 分别处理不同的异常
• 有的异常返回默认值（文件不存在、格式错误）
• 有的异常向上抛（权限错误，这种应该让调用者知道）
• 用日志记录而不是 print

assert 语句

assert是一种"断言"——你确信某个条件一定为真，如果不是，说明代码有 bug。

defcalculate_discount(price,discount):assert0<=discount<=1,f"折扣必须在 0-1 之间，收到：{discount}"returnprice*(1-discount)print(calculate_discount(100,0.8))# 20.0# calculate_discount(100, 1.5) # AssertionError: 折扣必须在 0-1 之间，收到：1.5

assert等价于：

ifnotcondition:raiseAssertionError(message)

assert 的使用场景

适合：检查"不应该发生"的情况，帮助开发阶段发现 bug。

defget_status_text(code):mapping={200:"OK",404:"Not Found",500:"Error"}assertcodeinmapping,f"未知状态码：{code}"returnmapping[code]

不适合：检查用户输入或运行时可能出现的正常错误。

# 错误用法！不要用 assert 做输入校验deflogin(username,password):assertusername!="","用户名不能为空"# 不好！用 if + raise

为什么？因为 Python 可以用-O参数运行，这时候所有 assert 都会被跳过。如果你的程序逻辑依赖 assert，优化模式下就全废了。

在测试中常用

assert 在单元测试里用得最多（后面第 20 章会简单讲 pytest）：

deftest_add():assertadd(1,2)==3assertadd(-1,1)==0assertadd(0,0)==0

warnings 模块

有时候你想提醒用户"这样用不太好"，但又不想直接报错中断程序。这时候用warnings：

importwarningsdefold_function():warnings.warn("这个函数将在 v2.0 移除，请用 new_function()",DeprecationWarning)return"result"result=old_function()# 程序不会中断，但会显示警告

常用警告类型

过滤警告

有些警告你不想看到（比如第三方库发出来的），可以过滤掉：

importwarnings# 忽略所有警告warnings.filterwarnings("ignore")# 只忽略特定类型的警告warnings.filterwarnings("ignore",category=DeprecationWarning)# 把警告变成错误（测试时有用，确保没有隐藏问题）warnings.filterwarnings("error")

实际开发中，warnings主要用于库的开发者通知用户"某个功能要废弃了"。普通业务代码里用得不多，但知道有这个东西，看到别人的代码里用就不会懵。

本章小结

• try-except捕获异常，finally确保清理代码执行
• 尽量捕获具体异常，别一上来就except Exception
• raise主动抛出异常，可以自定义异常类
• 不要吞掉异常，至少要记日志
• Python 推崇 EAFP 风格：先做再处理异常
• raise ... from e可以建立异常链
• assert用于断言"不应该发生"的情况，不要用来做输入校验
• warnings模块发出非致命警告，适合通知用户功能即将废弃

面试题

Q1：try-except-else-finally各自的执行条件是什么？

• try：始终执行
• except：try 中发生对应异常时执行
• else：try 中没有发生异常时执行
• finally：无论如何都执行（有异常没异常都执行）

执行顺序：try → (except 或 else) → finally

finally即使在 try/except 中有 return 语句也会执行（return 会等 finally 执行完再返回）。

Q2：raise和raise e有什么区别？

在 except 块中：

• raise（不带参数）：重新抛出当前异常，保留完整的堆栈追踪
• raise e：抛出异常对象 e，堆栈追踪会从这一行重新开始

try:1/0exceptZeroDivisionErrorase:raise# 堆栈指向 1/0 那一行（推荐）# raise e # 堆栈指向 raise e 这一行（丢失原始位置）

所以重新抛出时推荐用raise而不是raise e，这样更容易定位问题的真正来源。

Q3：什么是 EAFP？跟 LBYL 有什么区别？

• EAFP（Easier to Ask Forgiveness than Permission）：先执行操作，出异常了再处理。Python 推荐的风格。
• LBYL（Look Before You Leap）：先检查条件，确认安全了再执行。

# EAFPtry:value=d[key]exceptKeyError:value=default# LBYLifkeyind:value=d[key]else:value=default

EAFP 的优点：代码更简洁，避免了"检查-执行"之间的竞态条件。缺点：异常频繁发生时性能较差（异常处理有开销）。

Q4：为什么要自定义异常？直接 raise ValueError 不行吗？

自定义异常的好处：

1. 语义清晰：InsufficientBalanceError比ValueError更准确地描述了问题
2. 精确捕获：调用者可以只捕获你的业务异常，不会误捕其他 ValueError
3. 携带上下文：自定义异常可以包含业务相关的数据（如余额、差额）
4. 异常层次：可以建立项目特有的异常层次结构

try:account.withdraw(200)exceptInsufficientBalanceError:# 只处理余额不足exceptValueError:# 处理其他值错误（金额不能为负等）

小项目用内置异常也够了，大项目建议定义自己的异常体系。