Python基础：异常捕捉与异常处理，了解try-except 语句

在编写程序时，很难避免会出现错误或异常。当程序出现异常时，程序的运行将被中断，这可能导致程序崩溃或产生不正确的结果。解决这些问题的一种方法是使用 Python 的异常处理机制。异常处理机制可以让程序在出现异常时进行优雅的回退，而不是直接崩溃。Python 中的异常处理机制主要涉及以下三个关键字：try、except 和 finally。

1 异常捕获

基本的异常处理语法，下面是一个简单的 try-except 语句的格式：

try:
    # 执行一些操作
except ExceptionType:
    # 处理异常
finally:
    # 无论是否出现异常，都要执行的代码

在上面的例子中，我们使用 try 块来尝试执行一些操作。如果这些操作引发了异常，我们使用 except 块来处理它。最后，我们使用 finally 块来执行一些无论是否出现异常都需要运行的代码。

在 except 块中，我们还可以使用多个 except 语句，以处理不同类型的异常。例如：

try:
    # 执行一些操作
except ValueError:
    # 处理 ValueError 异常
except ZeroDivisionError:
    # 处理 ZeroDivisionError 异常
except Exception as e:
    # 处理其他异常并打印异常信息
    print(e)

在上面的例子中，我们使用 except 块来处理多种类型的异常。如果发生除零错误，我们将跳转到 ZeroDivisionError 块。如果输入的值不是整数而引发了 ValueError 异常，则会使用 ValueError 块处理它。最后，如果出现其他类型的异常，则会执行最后一个 except 块。在 Python 中，可以使用 as 关键字将异常对象赋给变量，打印有关异常的信息。

2 异常类型

Python 中常见的异常类型可分为三类：系统错误、内建异常和自定义异常。

1) 系统错误 (SystemError)

表示 Python 解释器本身的内部错误，这种错误很少发生，通常无法通过用户程序来处理。

2) 内建异常 (Built-in Exceptions)

内建异常又可分为标准异常和警告。标准异常包括：

• AttributeError：对象没有属性。

• ImportError：无法导入模块或包。

• NameError：未声明/初始化对象（无法找到名称）。

• SyntaxError：Python 语法错误。

• IndentationError：缩进错误。

• TypeError：操作或函数应用于不适当的对象类型。

• ValueError：传递给函数的参数具有正确的类型，但是值不适用于该函数。

• ZeroDivisionError：除数为零。

其他一些常见的内建异常包括 IOError、StopIteration、IndexError、KeyError、Exception 等等。

3) 自定义异常 (User-defined Exceptions)

自定义异常允许你定义自己的异常类以及所需的异常对象。需要继承一个基本的 Exception 类以及定义自己的构造函数。以下是一个简单的自定义异常的示例：

class MyCustomError(Exception):
    def __init__(self, message):
        # Call the base class constructor with the parameters it needs
        super().__init__(message)

在上面的示例中，我们定义了一个名为 MyCustomError 的异常类，并继承了 Exception 类。我们还定义了一个构造函数，该函数使用 super() 函数来调用 Exception 类的构造函数并传递消息字符串。

3 异常处理

在 try-except 语句中，使用 except 块来处理捕获到的异常。以下是一些常见的异常处理方法：

1）抛出新的异常

在 except 块中，可以抛出新的异常。这样做我们可以隐藏原始异常并提供自己的消息，从而使程序更加健壮。以下是一个示例：

try:
    age = int(input("请输入你的年龄："))
    if age < 0:
        raise ValueError("你输入的年龄不能为负数！")
except ValueError as e:
    print(e)
    raise

在上面的程序中，我们会提示用户输入一个年龄。如果输入的年龄为负数，则会引发 ValueError 异常，并在 except 块中将其捕获。在这个块中，我们打印异常消息，并使用 raise 关键字重新引发异常。

2）忽略异常

有时候我们可能不想处理某些异常，而是想继续执行程序。在这种情况下，可以在 except 块中使用 pass 语句，它会使程序继续执行而不做任何操作。以下是一个示例：

try:
    # 执行一些操作
except ValueError:
    # 忽略 ValueError 异常并继续执行
    pass

3) 记录异常

在 except 块中，我们还可以将捕获到的异常记录到日志文件或其他媒介中。这样做的好处是我们可以更好地了解程序中出现了哪些异常，以及它们出现的频率和原因。以下是一个示例：

import logging

try:
    # 执行一些操作
except ValueError as e:
    # 记录异常到日志文件中
    logging.warning("出现了 ValueError: %s", str(e))

在上面的程序中，我们在 except 块中使用 Python 的 logging 模块来将异常记录到日志文件中。

4）修复异常

在捕获异常后，可能需要采取一些措施来修复程序中出现的问题。例如，如果某个函数返回空列表，我们可以在 except 块中使用另一个函数来生成该列表。以下是一个示例：

try:
    result = some_function()
except ValueError:
    result = []

在上面的程序中，我们调用了某个函数并期望它返回一个非空列表。如果这个函数引发了 ValueError 异常，则我们将 result 列表设置为空列表。

异常处理是 Python 中非常重要的一部分，能够帮助我们更好地掌控程序的异常情况，保证程序的稳定性和可靠性。在编写程序时，一定要考虑到可能出现的各种异常情况，并使用 try-except 语句进行捕获和处理。

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