精通 Python 异常处理：try、except、finally 与 raise 高效用法

什么是 Python 异常处理？

异常是程序执行时发生的错误。运行程序时 Python 会生成异常，必须处理以避免程序崩溃。Python 中异常在错误时自动触发，也可由代码主动触发和拦截。

异常表明：虽然事件可能发生，但此类事件不常见。方法无法处理异常时，会抛给调用函数。最终异常抛出主函数外，程序突然终止。

本 Python 异常处理教程你将学到：

什么是 Python 异常？
常见异常示例
为什么要使用异常？
异常规则
Python 异常处理机制
Python Try 语句
Python Catch 语句
Python Raise 语句
重要 Python 错误
其他重要 Python 异常
Error 与 Exceptions 区别

常见异常示例：

除零错误
访问不存在的文件
两不兼容类型相加
访问序列不存在的索引
从断开的数据库服务器移除表
ATM 取款超可用金额

为什么要使用异常？

使用异常的理由：

异常处理让错误处理代码与正常代码分离。
异常是表示错误的 Python 对象。
如代码注释，异常提醒程序预期。
澄清代码、增强可读性。
在一处以统一方式处理错误后果。
异常是处理错误消息的便捷方法。
Python 中可用 raise 抛出异常。
抛出异常可中断当前代码执行，将异常回溯直到被处理。
为无法直接处理的组件处理异常。

异常规则

Python 异常处理基本规则：

异常必须是类对象
类异常可用 try 语句配合 except 子句指定特定类
语句或表达式语法正确，执行时仍可能报错
执行时发现的错误称为异常，非无条件致命

Python 异常处理机制

异常处理由以下 5 个关键字管理：

try
except
finally
raise

Python Try 语句

try 语句包含关键字 try、冒号（:）和可能发生异常的代码套件。有一个或多个子句。

执行 try 语句时，若无异常则解释器忽略该 try 的异常处理器。

若 try 套件中发生异常，try 套件终止，程序控制转移到 try 套件后匹配的 except 处理器。

Syntax: try: statement(s)

Except 语句

Except 块一次接受一个参数，即它可能捕获的异常类型。参数范围从特定异常类型到捕获所有异常的通用类别。

Except 块规则：

用 except 关键字定义 except 块
异常参数始终用括号括起
始终表示 except 块处理的异常类型
异常处理代码写在两个 {} 花括号间
单个 try 块可放多个 except 块
except 块只能在 try 块后
所有 except 块应按子类到超类异常顺序排列

示例：

try:
    # 代码
except ArrayIndexOutOfBoundsException as e:
    print("Caught first " + str(e))
except IOError as e:
    print("Caught second " + str(e))

Finally 语句

Finally 块无论是否抛出异常都执行。final 关键字允许创建跟在 try-except 后的代码块。

Finally 子句可选。旨在定义所有条件下都应执行的清理动作。

try:
    raise KeyboardInterrupt
finally:
    print('welcome, world!')
# Output
Welcome, world!
KeyboardInterrupt

Finally 子句在 try 语句前执行。

Raise 语句

raise 语句指定初始化异常对象的参数。异常名后跟逗号，再跟参数或参数元组。

语法：

raise [Exception [, args [, traceback]]]

此语法中参数可选，执行时异常参数值总为 none。

示例：

Python 异常可以是字符串、类、数字或对象等任意值。Python 核心抛出的大多数异常是带参数的类，参数是类的实例。

重要 Python 错误

错误类型	描述
ArithmeticError	所有算术异常的基类。算术运算错误时抛出。
ImportError	尝试导入不存在的模块时抛出。模块名拼写错误或模块不在标准路径会发生此异常。
IndexError	引用序列超出范围时抛出。
KeyError	字典中找不到特定键时抛出。
NameError	代码引用的名称在局部或全局命名空间从未存在时抛出。
ValueError	函数或内置操作接收参数类型正确但值不合适时抛出。
EOFError	内置函数（input() 或 raw_input()）到达 EOF 条件未读取任何数据时抛出。
ZeroDivisionError	所有数值类型进行除法或取模运算时除数为零抛出。
IOError	输入/输出操作失败时抛出。
SyntaxError	Python 语法错误时抛出。
IndentationError	缩进未正确定义时抛出。

其他重要 Python 异常

异常	描述
ArithmeticException	算术错误，如除零。
ArrayIndexOutOfBoundsException	数组索引越界。
ArrayStoreException	赋值给不兼容类型的数组元素。
ClassCastException	无效转型
IllegalMonitorStateException	非法监视器操作，如在未锁定线程上等待。
IllegalStateException	环境或应用处于错误状态。
ClassNotFoundException	类未找到。
CloneNotSupportedException	尝试克隆未实现 Cloneable 接口的对象。
IllegalAccessException	拒绝访问类。
InstantiationException	尝试创建接口或抽象类对象时发生。
CloneNotSupportedException	尝试克隆未实现接口的对象。

Error 与 Exceptions

Error	Exceptions
Python 所有错误均为未检查类型。	异常包含检查和未检查类型。
错误发生在运行时，编译器未知。	异常可通过 try-catch 块处理恢复。
错误多由应用运行环境引起。	应用自身引起异常。
示例： OutOfMemoryError	示例： Checked Exceptions, SQL exception, NullPointerException 等。

总结

异常是程序执行期间发生的错误。
异常表明事件虽可能发生但不频繁。
常见异常：1) 除零 2) 访问不存在文件 3) 两不兼容类型相加。
异常是表示错误的 Python 对象。
try 语句含 try 关键字、冒号和可能发生异常的代码套件，有一或多个子句。
except 块一次接受一个参数，即可能捕获的异常类型。
raise 语句指定初始化异常对象的参数。
finally 块无论是否抛出异常都执行。

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