（14）100天python从入门到拿捏《Python的错误与异常机制》

Python 的错误与异常机制

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一、什么是错误与异常

• 错误：是程序中语法或逻辑上的问题，导致程序无法运行或中断执行。
• 异常：是程序运行时发生的错误事件，程序可以捕获并进行处理，从而避免崩溃。

如

# 语法错误（SyntaxError）—— 程序根本无法运行，SyntaxError: '(' was never closed
print("Hello"
# 异常（Exception）—— 程序可以运行但出错
print(10 / 0)

运行结果：

ZeroDivisionError: division by zero

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二、常见的异常类型

异常类型	说明
ZeroDivisionError	除以零错误
IndexError	列表或元组索引越界
KeyError	字典中访问不存在的键
TypeError	类型不兼容的操作
ValueError	传入参数类型正确但值错误
FileNotFoundError	文件不存在
IOError	输入输出操作失败
AttributeError	访问不存在的对象属性
ImportError	导入模块失败
NameError	使用未定义的变量
RuntimeError	运行期错误（通用）

案例

# 常见异常演示
try:a = [1, 2, 3]print(a[5])           # IndexErrorprint(10 / 0)         # ZeroDivisionError
except Exception as e:print("捕获异常:", e)

🧾 输出

捕获异常: list index out of range

三、try-except 异常捕获语句

基本语法：

try:# 可能出错的代码
except 异常类型:# 发生该类型错误时执行的代码

案例

try:num = int(input("请输入数字: "))print("结果为:", 10 / num)
except ZeroDivisionError:print("不能除以0！")
except ValueError:print("输入的不是数字！")

🧾 输入输出

请输入数字: 0
不能除以0！

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四、多个异常的捕获方式

可以一次性捕获多个异常类型：

案例

try:a = int("abc")b = 10 / 0
except (ValueError, ZeroDivisionError) as e:print("发生错误:", e)

🧾 输出

发生错误: invalid literal for int() with base 10: 'abc'

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五、使用 else 和 finally

• else：如果 try 块中没有发生异常，则执行 else。
• finally：无论是否发生异常，都会执行（通常用于清理资源）。

案例

try:f = open("example.txt", "w")f.write("Hello World!")
except IOError:print("文件写入失败！")
else:print("文件写入成功！")
finally:f.close()print("文件已关闭。")

🧾 输出

文件写入成功！
文件已关闭。

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六、抛出异常 (raise)

在某些情况下，我们希望手动引发异常，以提示调用者出现错误。

案例

def divide(a, b):if b == 0:raise ZeroDivisionError("除数不能为0！")return a / btry:result = divide(10, 0)
except ZeroDivisionError as e:print("错误:", e)

🧾 输出

错误: 除数不能为0！

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七、自定义异常类

我们可以自定义异常类型，用于业务逻辑错误。
所有自定义异常都应继承自 Exception。

案例

class NegativeNumberError(Exception):"""自定义异常：输入负数时触发"""passdef square_root(x):if x < 0:raise NegativeNumberError("不能对负数开平方！")return x ** 0.5try:print(square_root(-9))
except NegativeNumberError as e:print("自定义异常:", e)

🧾 输出

自定义异常: 不能对负数开平方！

八、异常捕获的层级结构

Python 异常类是有继承体系的：

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

如果用 except Exception:就能捕获所有非系统退出的异常。

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九、综合案例：安全文件读取

任务：安全读取一个文件内容，如果不存在则提示并创建新文件

import osdef safe_read(filename):try:with open(filename, 'r', encoding='utf-8') as f:content = f.read()print("文件内容：", content)except FileNotFoundError:print(f"文件 '{filename}' 不存在，正在创建新文件...")with open(filename, 'w', encoding='utf-8') as f:f.write("This is a new file.")except Exception as e:print("发生其他错误：", e)finally:print("操作结束。")safe_read("test.txt")

🧾 运行结果

文件 'test.txt' 不存在，正在创建新文件...
操作结束。

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十、总结表格

结构	用途	示例
try	包含可能出错的代码	try: x = 1/0
except	捕获并处理异常	except ZeroDivisionError:
else	无异常时执行	else: print("成功")
finally	无论如何都会执行	finally: print("结束")
raise	主动抛出异常	raise ValueError("错误")
自定义异常	定义业务逻辑异常	class MyError(Exception): pass

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