错误与异常处理

程序在运行过程中不可避免地会遇到错误。Python 提供了强大的异常处理机制，不仅能防止程序崩溃，还能通过捕获错误来进行补救。

1. 错误类型

语法错误 (Syntax Errors)

代码不符合 Python 语法规则，程序根本无法启动。

# SyntaxError: unterminated string literal
print("Hello)

异常 (Exceptions)

语法正确，但在运行时发生的错误。如果不处理，程序会中断。

# ZeroDivisionError: division by zero
10 / 0

# FileNotFoundError
open("no_exist.txt")

2. 捕获异常 (`try-except`)

基本结构

try:
    # 可能发生异常的代码
    num = int(input("请输入数字: "))
    result = 100 / num
    print(f"结果是: {result}")
except ValueError:
    # 捕获输入非数字的情况
    print("错误：请输入有效的数字！")
except ZeroDivisionError:
    # 捕获除以零的情况
    print("错误：不能除以零！")
except Exception as e:
    # 捕获所有其他类型的异常 (兜底)
    print(f"发生未知错误: {e}")

最佳实践

尽量捕获具体的异常类型，而不是泛泛地捕获所有异常 (Exception)，这样方便调试和定位问题。

3. 完整的异常结构 (`try-except-else-finally`)

try:
    f = open("data.txt", "r")
    content = f.read()
except FileNotFoundError:
    print("文件未找到")
else:
    # 只有 try 块没有异常时才执行
    print("读取成功，内容长度:", len(content))
finally:
    #无论是否有异常，都会执行 (常用于资源清理)
    print("关闭文件资源")
    if 'f' in locals():
        f.close()

4. 抛出异常 (`raise`)

有时我们需要主动触发错误，通知调用者出现了问题。

def check_age(age):
    if age < 0:
        raise ValueError("年龄不能为负数")
    if age > 150:
        raise ValueError("年龄超出合理范围")
    print(f"年龄 {age} 验证通过")

try:
    check_age(-5)
except ValueError as e:
    print(f"验证失败: {e}")

5. 自定义异常

通过继承 Exception 类来定义业务相关的异常。

class InsufficientFundsError(Exception):
    """余额不足异常"""
    pass

def withdraw(amount, balance):
    if amount > balance:
        raise InsufficientFundsError(f"余额不足: 需 {amount}, 只有 {balance}")
    return balance - amount

try:
    withdraw(100, 50)
except InsufficientFundsError as e:
    print(e)

常见内置异常清单

异常名	描述
`IndexError`	列表索引超出范围
`KeyError`	字典中找不到键
`TypeError`	操作类型不匹配 (如 `str + int`)
`ValueError`	参数值不对
`AttributeError`	对象没有该属性或方法
`ImportError`	导入模块失败

调试建议 (Debugging)

阅读 Traceback: 报错信息并不吓人，它会明确告诉你错误在哪一行以及是什么错误。
使用 print 调试: 在关键位置打印变量值。
IDE 断点调试: 在 VS Code 中直接打断点 (F9/F5) 逐行执行，是最最高效的方法。

本章小结

try: 放置可能出错的代码。
except: 捕获并处理特定错误。
else: 若无异常发生时执行。
finally: 无论如何都执行（清理善后）。
raise: 主动抛出异常。

练习题

安全除法：编写一个函数 safe_div(a, b)，返回 a / b。如果 b 为 0，不报错而是返回 None。
输入验证：循环提示用户输入数字，直到输入正确的数字为止。如果输入非数字，打印提示并继续循环。

下一章：面向对象编程基础