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Python 09 错误与异常

第 9 章 错误与异常

1. 错误与异常

错误：代码本身有语法错误，解释器无法执行代码。———— 无法通过异常处理机制解决。

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age = 18
if age >= 18
  print('成年人')

异常：代码在语法上没问题，但执行过程中出现了问题。———— 可以通过异常处理机制解决。

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# 1.ZeroDivisionError：当除数为 0 时触发。
num1 = 100
num2 = 0
result = num1 / num2

# 2.TypeError：当操作的数据类型不正确或不兼容时触发。
result = '10' + 5

# 3.AttributeError: 当对象没有指定的属性或方法时触发。
# 演示1
class Person:
    def __init__(self, name, age):
        self.name = name
        self.age = age

p1 = Person('张三', 18)
print(p1.name)
print(p1.age)
print(p1.gender)

# 演示2
nums = [10, 20, 30]
nums.add(40)

# 4.IndexError：当索引超出范围（索引越界）时触发。
nums = [10, 20, 30, 40]
print(nums[4])

# 5.NameError：当使用了不存在的变量时触发。
print(school)

# 6.KeyError：当访问字典中不存在的 key 时触发。
person = {'name':'张三', 'age':18}
print(person['gender'])

# 7.ValueError：当值不合法，但类型正确时触发。
int('hello')

Python 中异常类的继承关系（层级关系）如下（了解即可）：

官方地址：https://docs.python.org/zh-cn/3.13/library/exceptions.html#exception-hierarchy

其中：BaseException是所有异常类的父类，Exception中包含的是开发中常见的业务异常。

BaseException
├── BaseExceptionGroup
├── GeneratorExit
├── KeyboardInterrupt
├── SystemExit
└── Exception
├── ArithmeticError
│ ├── FloatingPointError
│ ├── OverflowError
│ └── ZeroDivisionError
├── AssertionError
├── AttributeError
├── BufferError
├── EOFError
├── ExceptionGroup [BaseExceptionGroup]
├── ImportError
│ └── ModuleNotFoundError
├── LookupError
│ ├── IndexError
│ └── KeyError
├── MemoryError
├── NameErrorburu
│ └── UnboundLocalError
├── OSError
│ ├── BlockingIOError
│ ├── ChildProcessError
│ ├── ConnectionError
│ │ ├── BrokenPipeError
│ │ ├── ConnectionAbortedError
│ │ ├── ConnectionRefusedError
│ │ └── ConnectionResetError
│ ├── FileExistsError
│ ├── FileNotFoundError
│ ├── InterruptedError
│ ├── IsADirectoryError
│ ├── NotADirectoryError
│ ├── PermissionError
│ ├── ProcessLookupError
│ └── TimeoutError
├── ReferenceError
├── RuntimeError
│ ├── NotImplementedError
│ ├── PythonFinalizationError
│ └── RecursionError
├── StopAsyncIteration
├── StopIteration
├── SyntaxError
│ └── IndentationError
│ └── TabError
├── SystemError
├── TypeError
├── ValueError
│ └── UnicodeError
│ ├── UnicodeDecodeError
│ ├── UnicodeEncodeError
│ └── UnicodeTranslateError
└── Warning
├── BytesWarning
├── DeprecationWarning
├── EncodingWarning
├── FutureWarning
├── ImportWarning
├── PendingDeprecationWarning
├── ResourceWarning
├── RuntimeWarning
├── SyntaxWarning
├── UnicodeWarning
└── UserWarning

2. 异常处理

1.为什么要进行异常处理

  • 程序运行过程中出现的异常，如果得不到处理，那程序就会立即崩溃，导致后续代码无法执行。

  • 异常处理不是让异常消失，而是将异常捕获到，随后根据异常的具体情况，来执行指定的逻辑。

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print('欢迎使用本程序')
a = int(input('请输入第一个数：'))
b = int(input('请输入第二个数：'))
result = a / b
print(f'{a}除以{b}的结果是：{result}')
print('*******我是后续的其它逻辑1*******')
print('*******我是后续的其它逻辑2*******')

2.异常处理（初级）

核心规则如下：

  1. 将可能出现异常的代码放在try中，出现异常后的处理代码写在except中。

  2. 如果try中的代码出现异常，那try中的后续代码不会执行，并自动跳转到except中。

  3. 如果try中的代码没有异常，那except中的代码就不会执行。

  4. 无论是否发生异常，try-except后面的代码都会继续执行。

  5. 直接写except捕获到Python中所有的异常 ———— 实际开发中不推荐这样做。

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print('欢迎使用本程序')
try:
    a = int(input('请输入第一个数：'))
    b = int(input('请输入第二个数：'))
    result = a / b
    print(f'{a}除以{b}的结果是：{result}')
except:
    print('抱歉，程序出现了异常！')
print('*******我是后续的其它逻辑1*******')
print('*******我是后续的其它逻辑2*******')

3.捕获指定的类型的异常 

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print('欢迎使用本程序')
try:
    a = int(input('请输入第一个数：'))
    b = int(input('请输入第二个数：'))
    result = a / b
    print(f'{a}除以{b}的结果是：{result}')
except ZeroDivisionError:
    print('程序异常：0不能作为除数！')
except ValueError:
    print('程序异常：您输入的必须是数字！')
print('*******我是后续的其它逻辑1*******')
print('*******我是后续的其它逻辑2*******')

4.验证异常类之间的继承关系 

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print(issubclass(ZeroDivisionError, ArithmeticError))
print(issubclass(ZeroDivisionError, Exception))
print(issubclass(ValueError, Exception))
print(issubclass(KeyboardInterrupt, Exception))
print(issubclass(KeyboardInterrupt, BaseException))

?5.多个 except

多个except从上往下匹配，匹配成功后不再向下匹配。

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print('欢迎使用本程序')
try:
    a = int(input('请输入第一个数：'))
    b = int(input('请输入第二个数：'))
    print(x)
    result = a / b
    print(f'{a}除以{b}的结果是：{result}')
except ZeroDivisionError:
    print('程序异常：0不能作为除数！')
except ValueError:
    print('程序异常：您输入的必须是数字！')
except Exception:
    print('程序异常!')
print('*******我是后续的其它逻辑1*******')
print('*******我是后续的其它逻辑2*******')

6.获取异常的具体信息

备注：通过e变量，可以获取异常相关的信息，也可以借助traceback去格式化异常信息。

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print('欢迎使用本程序')
try:
    a = int(input('请输入第一个数：'))
    b = int(input('请输入第二个数：'))
    print(x)
    result = a / b
    print(f'{a}除以{b}的结果是：{result}')
except ZeroDivisionError:
    print('程序异常：0不能作为除数！')
except ValueError:
    print('程序异常：您输入的必须是数字！')
    except Exception as e:
    print(f'程序异常，异常信息：{e}')
    print(f'程序异常，异常类型：{type(e)}')
    print(f'程序异常，异常参数：{e.args}')
    print(f'程序异常，异常的文件：{e.__traceback__.tb_frame.f_code.co_filename}')
    print(f'程序异常，异常的具体行数：{e.__traceback__.tb_lineno}')
 # 通过 traceback 来回溯异常
 # import traceback
 # print(traceback.format_exc())
print('*******我是后续的其它逻辑1*******')
print('*******我是后续的其它逻辑2*******')

7.一个 except 捕获不同的异常 

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print('欢迎使用本程序')
try:
    a = int(input('请输入第一个数：'))
    b = int(input('请输入第二个数：'))
    print(x)
    result = a / b
    print(f'{a}除以{b}的结果是：{result}')
except (ZeroDivisionError, ValueError, Exception) as e:
    if isinstance(e, ZeroDivisionError):
    print('程序异常：0不能作为除数！')
    elif isinstance(e, ValueError):
    print('程序异常：您输入的必须是数字！')
    else:
    print(f'程序异常：{e}')
print('*******我是后续的其它逻辑1*******')
print('*******我是后续的其它逻辑2*******')

8.完整写法

  1. try：尝试去做可能会出现异常的事情。

  2. except：出现异常时的处理（出现异常时怎么补救）。

  3. else：如果一切顺利（没有异常出现）要做的事。

  4. finall：无论有没有异常，都要做的事。

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print('欢迎使用本程序')
try:
    a = int(input('请输入第一个数：'))
    b = int(input('请输入第二个数：'))
    result = a / b
    print(f'{a}除以{b}的结果是：{result}')
except (ZeroDivisionError, ValueError, Exception) as e:
    if isinstance(e, ZeroDivisionError):
        print('程序异常：0不能作为除数！')
    elif isinstance(e, ValueError):
        print('程序异常：您输入的必须是数字！')
    else:
        print(f'程序异常：{e}')
else:
    print('挺好的，try中的代码没有任何异常！')
finally:
    print('无论有没有异常，我的计算都结束了！')
print('*******我是后续的其它逻辑1*******')
print('*******我是后续的其它逻辑2*******')

3. 手动抛出异常

当程序遇到不符合预期情况时，可以使用raise语句手动触发（抛出）异常。

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print('欢迎使用年龄判断系统')
try:
    age = int(input('请输入你的年龄：'))
    if 18 <= age <= 120:
        print('成年')
    elif 0 <= age < 18:
        print('未成年')
    else:
        # print('输入的年龄有误！（年龄应该为0~120的整数）')
        raise ValueError('年龄应该为0~120的整数')
except Exception as e:
    print(f'程序异常：{e}')

4. 异常的传递机制

  1. 如果异常没有被当前代码块所捕获处理，那该异常就会沿着调用链，逐层传递给其调用者。

  2. 如果所有调用者，都没有捕获该异常，那最终程序将因【未处理异常】而意外终止。

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def test1():
    print('******test1开始******')
    result = '100' + 100
    print('******test1结束******')

def test2():
    print('******test2开始******')
    try:
        test1()
    except Exception as e:
        print(f'程序异常：{e}')
    print('******test2结束******')

def test3():
    print('******test3开始******')
    test2()
    print('******test3结束******')

test3()

执行以上代码，控制最终会输出

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******test3开始******
******test2开始******
******test1开始******
程序异常：can only concatenate str (not "int") to str
******test2结束******
******test3结束******

5. 自定义异常类

  1. 由开发人员自己定义一个异常类，用来表示代码中“更具体、更有业务含义”的异常。

  2. 具体规则：定义一个类（类名通常以Error结尾），继承Exception类或它的子类。

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class SchoolNameError(Exception):
    def __init__(self, msg):
        super().__init__('【校名异常】' + msg)

def check_school_name(name):
    if len(name) > 10:
        raise SchoolNameError('学校名过长')
    else:
        print('学校名是合法的')

try:
    check_school_name('atguiguuuuuuuuuuuuuuu')
except SchoolNameError as e:
    print(f'程序异常：{e}')
Python
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