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《Effective Python》第十章健壮性——善用 try/except/else/finally，写出更健壮的 Python 异常处理代码

news 来源：原创 2025/6/24 10:32:57

引言

本文基于 《Effective Python: 125 Specific Ways to Write Better Python, 3rd Edition》第 10 章 Robustness（健壮性） 中的 Item 80：Take Advantage of Each Block in try/except/else/finally，旨在系统总结书中关于 Python 异常处理中四个关键块（try、except、else 和 finally）的最佳实践，并结合我在实际开发中的经验进行延伸思考。

异常处理是编写健壮程序不可或缺的一环。Python 提供了灵活的异常机制，但如何合理利用这些机制，使代码既具备容错能力，又保持清晰结构，是每一位开发者必须掌握的技能。本书 Item 80 深入剖析了每个异常处理块的独特用途，并通过多个示例展示了它们在真实场景下的应用价值。

本文将从“为什么”和“怎么做”两个维度出发，不仅解释为何要使用这四个块，还会结合实际案例，说明如何组合使用它们以提升代码质量与可维护性。希望你读完后能对 Python 的异常处理有更深的理解，并能在日常开发中游刃有余地运用这些技巧。

一、为什么要善用 `try`/`except`/`else`/`finally`？

异常处理不仅仅是“捕获错误”，它还涉及到资源管理、流程控制以及代码结构的清晰度。Python 提供了 try、except、else 和 finally 四个关键字，分别对应不同的执行阶段：

try：尝试执行可能抛出异常的代码。
except：捕获并处理特定类型的异常。
else：当没有异常发生时执行。
finally：无论是否发生异常都执行，通常用于清理资源。

这种设计允许我们把异常处理逻辑分层解耦，使得代码结构更加清晰、可读性更高，也更容易维护。

例如，在文件操作中，即使读取失败，我们也需要确保文件句柄被关闭；在数据解析过程中，我们希望只捕获预期的异常，而让其他异常自然传播出去。这时，合理使用这四个块就能帮助我们实现目标。

二、`try`/`finally`：异常也能优雅收尾

如何在异常发生时仍保证资源释放？

在某些场景下，我们不希望阻止异常的传播，但又必须执行一些清理工作，比如关闭文件、断开数据库连接等。这时候，try/finally 就派上了用场。

来看一个简单的例子：

def example_try_finally_success():filename = "random_data.txt"with open(filename, "w") as f:f.write("This is a test file.")try:handle = open(filename, encoding="utf-8")try:data = handle.read()print(f"读取到数据: {data}")finally:handle.close()print("文件已关闭")except Exception as e:print(f"发生异常: {e}")

在这个函数中，我们打开一个文件并尝试读取内容。即使在读取过程中发生异常（如编码错误），finally 块依然会执行，从而确保文件被关闭。

注意事项：

如果 open() 本身抛出异常（如文件不存在），则不会进入 finally 块。
多层嵌套的 try/finally 需谨慎使用，避免逻辑混乱。

三、`try/except/else`：明确划分成功路径与异常处理

如何区分正常流程与异常分支？

有时候，我们希望明确哪些代码属于“成功路径”，哪些属于“异常处理”。此时，else 块就显得尤为重要。

以下是一个 JSON 数据解析的例子：

def example_try_except_else_success():data = '{"key": "value"}'try:result_dict = json.loads(data)except ValueError:print("JSON 解析失败")raise KeyError("key")else:value = result_dict["key"]print(f"获取到键值: {value}")return value

在这个例子中，json.loads 可能会抛出 ValueError，我们用 except 来捕获并处理。如果解析成功，则进入 else 块，继续处理结果。

优势分析：

else 块内的代码只有在没有异常时才运行，这样可以避免误捕获非预期异常。
分离成功逻辑与异常处理，提高代码可读性和可维护性。

常见误区：

不要把所有逻辑都放在 try 块中。例如下面这个反面例子：

try:result_dict = json.loads(data)value = result_dict["key"]  # KeyError 不会被捕获
except ValueError:...

上面这段代码中，如果 result_dict 中没有 "key"，就会抛出 KeyError，但这个异常并没有被 except 捕获。因此，应该将这部分逻辑移到 else 块中。

四、综合使用 `try`/`except`/`else`/`finally`：构建完整的异常处理流程

如何在一个函数中完成全流程控制？

在复杂业务逻辑中，我们往往需要同时处理异常捕获、成功流程和资源释放。这时，四个块的组合使用就变得非常必要。

来看一个综合示例：

def example_full_usage_success():temp_path = "temp_full_usage.json"with open(temp_path, "w") as f:f.write('{"numerator": 10, "denominator": 2}')UNDEFINED = object()def divide_json(path):handle = open(path, "r+")try:data = handle.read()op = json.loads(data)value = op["numerator"] / op["denominator"]print(f"计算结果: {value}")except ZeroDivisionError:print("除数为零")return UNDEFINEDelse:op["result"] = valueresult = json.dumps(op)handle.seek(0)handle.write(result)print("写入更新后的 JSON 数据")return valuefinally:handle.close()print("文件已关闭")result = divide_json(temp_path)print(f"最终结果: {result}")os.remove(temp_path)

在这个函数中：

try 块负责读取和解析 JSON 数据；
except 块处理除零错误；
else 块执行写回逻辑；
finally 块确保文件关闭。

流程图示意：

           ┌──────────────┐│     try      │└──────┬───────┘↓┌────────────────┐│  成功？ → else  ││                ├─→ finally└────────┬───────┘↓┌────────────────┐│  失败？ → except││                ├─→ finally└────────────────┘

实际开发建议：

在 finally 中关闭资源时，注意避免重复调用或空指针问题。
对于多步骤操作，考虑使用状态变量或日志记录来辅助调试。

五、个人经验分享：异常处理在项目中的典型应用场景

场景一：网络请求失败重试机制

在爬虫或 API 调用中，经常遇到临时性失败，比如超时、连接中断等。我们可以借助 try/except 来实现自动重试：

import time
import requestsdef fetch_with_retry(url, max_retries=3):for i in range(max_retries):try:response = requests.get(url, timeout=5)response.raise_for_status()return response.json()except (requests.Timeout, requests.ConnectionError) as e:if i < max_retries - 1:print(f"请求失败，正在重试 ({i + 1}/{max_retries})...")time.sleep(2)else:print("达到最大重试次数，放弃请求")raise

这里我们使用了 except 来捕获特定网络异常，并在失败后重试。如果超过最大次数仍未成功，则重新抛出异常。

场景二：事务性操作的原子性保障

在数据库操作中，常常需要确保多个 SQL 语句要么全部成功，要么全部失败。我们可以借助 try/except/else 来实现这一目的：

def transfer_money(from_account, to_account, amount):conn = get_db_connection()cursor = conn.cursor()try:cursor.execute("UPDATE accounts SET balance = balance - ? WHERE id = ?", (amount, from_account))cursor.execute("UPDATE accounts SET balance = balance + ? WHERE id = ?", (amount, to_account))except Exception as e:conn.rollback()print(f"转账失败：{e}")raiseelse:conn.commit()print("转账成功")finally:cursor.close()conn.close()