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在编写 Python 代码时，难免会遇到各种错误和异常。 这些错误可能会导致程序崩溃，影响用户体验，甚至造成数据丢失。 掌握 Python 的错误和异常处理机制，可以帮助你编写更健壮、更可靠的程序，在出现问题时能够优雅地处理，而不是直接崩溃。 本文将带你深入了解 Python 错误和异常处理，让你成为程序的守护者。
一、错误和异常：程序中的隐患
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错误 (Error)：
错误通常指的是代码中的语法错误或逻辑错误，这些错误会导致程序无法正常运行。
- 语法错误 (SyntaxError)： 指的是代码不符合 Python 的语法规则，例如拼写错误、缺少冒号、括号不匹配等。 语法错误通常在程序运行之前就能被检测出来。
- 逻辑错误 (LogicError)： 指的是代码的逻辑不正确，导致程序的行为不符合预期。 逻辑错误通常比较难以发现，需要仔细调试才能找到。
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异常 (Exception)：
异常指的是程序在运行过程中遇到的错误，例如除数为零、文件不存在、索引越界等。 异常会导致程序中断，如果没有进行处理，程序就会崩溃。
二、常见的异常类型：了解你的敌人
Python 提供了丰富的异常类型，用于表示不同类型的错误。 了解这些异常类型可以帮助你更好地诊断和处理问题。
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TypeError： 类型错误，指的是对不支持的操作数类型进行了操作，例如将字符串与整数相加。 -
ValueError： 值错误，指的是函数接收到的参数值类型正确，但值不合法，例如将字符串 “abc” 转换为整数。 -
IndexError： 索引错误，指的是访问序列 (例如列表、元组) 时，索引超出了范围。 -
KeyError： 键错误，指的是访问字典时，使用了不存在的键。 -
FileNotFoundError： 文件未找到错误，指的是尝试打开不存在的文件。 -
NameError： 名称错误，指的是使用了未定义的变量名。 -
ZeroDivisionError： 除零错误，指的是尝试将一个数除以零。
代码示例：
# TypeError
try:result = 1 + "a"
except TypeError as e:print(f"TypeError: {e}")# ValueError
try:number = int("abc")
except ValueError as e:print(f"ValueError: {e}")# IndexError
try:my_list = [1, 2, 3]print(my_list[3])
except IndexError as e:print(f"IndexError: {e}")# KeyError
try:my_dict = {"a": 1, "b": 2}print(my_dict["c"])
except KeyError as e:print(f"KeyError: {e}")# FileNotFoundError
try:with open("nonexistent_file.txt", "r") as f:content = f.read()
except FileNotFoundError as e:print(f"FileNotFoundError: {e}")# NameError
try:print(undefined_variable)
except NameError as e:print(f"NameError: {e}")# ZeroDivisionError
try:result = 1 / 0
except ZeroDivisionError as e:print(f"ZeroDivisionError: {e}")运行结果：
三、异常处理：保护程序的稳定运行
Python 提供了 try...except...finally 语句来处理异常。
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try语句：try语句用于包含可能引发异常的代码块。 -
except语句：except语句用于捕获并处理特定类型的异常。 可以有多个except语句来处理不同类型的异常。 -
else语句 (可选)：else语句用于包含在try块中没有引发任何异常时要执行的代码。 -
finally语句 (可选)：finally语句用于包含无论是否发生异常都要执行的代码。finally语句通常用于释放资源，例如关闭文件或数据库连接。
语法：
try:# 可能引发异常的代码
except ExceptionType1 as e:# 处理 ExceptionType1 类型的异常
except ExceptionType2 as e:# 处理 ExceptionType2 类型的异常
else:# 如果 try 块中没有引发任何异常，则执行此处的代码
finally:# 无论是否发生异常，都要执行此处的代码-
捕获特定类型的异常：
在
except语句中，可以指定要捕获的异常类型。 如果引发的异常与指定的类型匹配，则执行except语句后面的代码块。 可以使用as关键字将异常对象赋值给一个变量，以便在except语句中使用。 -
捕获所有异常：
可以使用
except Exception as e:来捕获所有类型的异常。 这可以避免程序因未处理的异常而崩溃，但应该谨慎使用，因为捕获所有异常可能会掩盖一些重要的错误信息。 -
raise语句：引发异常可以使用
raise语句手动引发异常。 这可以在程序中检测到错误时，主动触发异常处理机制。代码示例：
def divide(x, y):if y == 0:raise ZeroDivisionError("除数不能为零") # 手动引发异常return x / ytry:result = divide(10, 0)print(f"结果：{result}") # 这行代码不会执行 except ZeroDivisionError as e:print(f"错误：{e}") # 输出: 错误：除数不能为零运行结果：
代码示例：
try:# 尝试打开文件f = open("my_file.txt", "r")# 读取文件内容content = f.read()# 打印文件内容print(content)
except FileNotFoundError as e:# 处理文件未找到错误print(f"文件未找到：{e}")
except Exception as e:# 处理其他类型的错误print(f"发生错误：{e}")
else:# 如果文件成功打开并读取，则执行此处的代码print("文件读取成功")
finally:# 关闭文件 (无论是否发生异常)try:f.close()print("文件已关闭")except NameError: # 如果文件根本没有成功打开，f 可能未定义print("文件未成功打开")运行结果：
四、自定义异常：打造专属的错误类型
除了 Python 内置的异常类型外，你还可以创建自己的异常类型。 自定义异常可以让你更好地组织和管理程序中的错误，提高代码的可读性和可维护性。
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自定义异常的创建：
自定义异常需要继承自
Exception类或其子类。代码示例：
# 定义一个自定义异常 class InsufficientBalanceError(Exception):"""表示余额不足的异常."""pass # 可以添加自定义的属性或方法# 使用自定义异常 class BankAccount:def __init__(self, balance):self.balance = balancedef withdraw(self, amount):if amount > self.balance:raise InsufficientBalanceError("余额不足")self.balance -= amountaccount = BankAccount(100) try:account.withdraw(200) except InsufficientBalanceError as e:print(f"发生错误：{e}")运行结果：
五、总结：编写健壮的代码
错误和异常处理是编写健壮代码的关键。 通过本文的学习，你应该对 Python 错误和异常处理有了全面的了解，包括常见的异常类型、try...except...finally 语句的使用，以及自定义异常的创建。 掌握这些知识可以让你更好地处理程序运行时可能发生的各种问题，避免程序崩溃，提高用户体验，确保程序的稳定运行。