Python 异常处理

Python 使用 try/except/else/finally 语句处理异常,比 JavaScript 的 try/catch/finally 更灵活。

学习目标

• 掌握 try/except/else/finally 语法
• 了解常见内置异常类型
• 学习创建自定义异常类
• 理解异常链 (raise from)
• 对比 Python 与 JavaScript 异常处理

核心概念

try/except/else/finally 语法

Python 异常处理比 JavaScript 多了 else 子句:

try:
    # 可能抛出异常的代码
    result = 10 / 2
except ZeroDivisionError:
    # 处理特定异常
    print("除数不能为零")
else:
    # 仅在没有异常时执行
    print(f"结果: {result}")
finally:
    # 总是执行 (清理资源)
    print("清理完成")

执行流程:

1. 执行 try 块
2. 如果发生异常,执行对应的 except 块,跳过 else
3. 如果没有异常,执行 else 块
4. 无论是否异常,最后执行 finally 块

捕获多个异常

try:
    value = int(input("输入数字: "))
    result = 100 / value
except ValueError:
    print("输入不是有效数字")
except ZeroDivisionError:
    print("除数不能为零")
except (TypeError, KeyError) as e:
    # 捕获多个异常类型
    print(f"发生错误: {e}")
except Exception as e:
    # 捕获所有异常 (不推荐过度使用)
    print(f"未知错误: {e}")

常见内置异常类型

异常类型	触发场景	示例
ValueError	参数值不正确	int("abc")
TypeError	类型不匹配	"str" + 123
KeyError	字典键不存在	{"a": 1}["b"]
IndexError	索引超出范围	[1, 2][5]
AttributeError	属性不存在	"str".nonexistent()
FileNotFoundError	文件不存在	open("missing.txt")
ZeroDivisionError	除以零	1 / 0
ImportError	导入失败	import nonexistent

# ValueError 示例
try:
    age = int("twenty")
except ValueError as e:
    print(f"转换失败: {e}")

# KeyError 示例
user = {"name": "Alice"}
try:
    email = user["email"]
except KeyError:
    email = "未提供邮箱"

# FileNotFoundError 示例
try:
    with open("missing.txt") as f:
        content = f.read()
except FileNotFoundError:
    print("文件不存在")

自定义异常类

# 定义自定义异常 (继承 Exception)
class ValidationError(Exception):
    """数据验证失败异常"""
    pass

class EmailInvalidError(ValidationError):
    """邮箱格式错误"""
    def __init__(self, email):
        self.email = email
        super().__init__(f"Invalid email: {email}")

# 抛出自定义异常
def validate_email(email):
    if "@" not in email:
        raise EmailInvalidError(email)
    return True

# 使用
try:
    validate_email("invalid-email")
except EmailInvalidError as e:
    print(e)  # Invalid email: invalid-email

自定义异常命名规范

# ✅ 异常类名以 Error 结尾
class ValidationError(Exception):
    pass

class ConnectionTimeoutError(Exception):
    pass

class AuthenticationError(Exception):
    pass

class PermissionDeniedError(Exception):
    pass

# ✅ 按业务领域组织异常层次
class AppError(Exception):
    """应用程序基础异常"""
    pass

class DatabaseError(AppError):
    """数据库相关异常"""
    pass

class NetworkError(AppError):
    """网络相关异常"""
    pass

class ConfigurationError(AppError):
    """配置相关异常"""
    pass

# ✅ 异常消息应清晰、有用
class UserNotFoundError(Exception):
    def __init__(self, user_id):
        super().__init__(f"User with id '{user_id}' not found")
        self.user_id = user_id

# ❌ 避免使用模糊的异常名
# class MyError(Exception):  # 不好，不清楚是什么错误
#     pass

// JavaScript 对比
class ValidationError extends Error {
  constructor(message) {
    super(message)
    this.name = 'ValidationError'
  }
}

class UserNotFoundError extends Error {
  constructor(userId) {
    super(`User with id '${userId}' not found`)
    this.userId = userId
  }
}

异常链 (raise from)

Python 支持异常链,保留原始异常信息:

def fetch_data(user_id):
    try:
        # 模拟数据库查询
        if user_id < 0:
            raise ValueError("user_id must be positive")
        # ...
    except ValueError as e:
        # 转换为自定义异常,保留原始异常
        raise DataError(f"Failed to fetch user {user_id}") from e

class DataError(Exception):
    pass

try:
    fetch_data(-1)
except DataError as e:
    print(f"Error: {e}")
    print(f"Caused by: {e.__cause__}")

输出:

Error: Failed to fetch user -1
Caused by: user_id must be positive

异常处理最佳实践

1. 捕获具体异常类型

❌ 不推荐:

try:
    value = int(user_input)
    result = 100 / value
except:  # 捕获所有异常,包括 KeyboardInterrupt
    print("发生错误")

✅ 推荐:

try:
    value = int(user_input)
    result = 100 / value
except ValueError:
    print("输入无效")
except ZeroDivisionError:
    print("除数不能为零")

2. 使用 else 分离成功逻辑

❌ 不推荐:

try:
    data = fetch_data()
    process_data(data)  # 不应在 try 块中
except NetworkError:
    print("网络错误")

✅ 推荐:

try:
    data = fetch_data()
except NetworkError:
    print("网络错误")
else:
    # 仅在获取数据成功时处理
    process_data(data)

3. 使用 finally 清理资源

file = None
try:
    file = open("data.txt", "r")
    content = file.read()
except FileNotFoundError:
    print("文件不存在")
finally:
    # 总是执行清理
    if file:
        file.close()

# 或使用 with 语句 (更简洁)
try:
    with open("data.txt", "r") as file:
        content = file.read()
except FileNotFoundError:
    print("文件不存在")

💡 对前端开发者

与 JavaScript 对比

JavaScript	Python	差异说明
try/catch/finally	try/except/else/finally	Python 多了 else 子句
throw new Error()	raise ValueError()	Python 使用 raise
Error 类	Exception 类	Python 异常基类不同
无内置异常链	raise ... from ...	Python 支持异常链
catch (e)	except Exception as e	Python 使用 as

示例对比:

// JavaScript
try {
  const data = fetchData()
  processData(data)
} catch (error) {
  if (error instanceof NetworkError) {
    console.error('网络错误')
  } else {
    console.error('未知错误')
  }
} finally {
  cleanup()
}

# Python
try:
    data = fetch_data()
except NetworkError:
    print("网络错误")
except Exception as e:
    print(f"未知错误: {e}")
else:
    # Python 特有:仅在成功时处理数据
    process_data(data)
finally:
    cleanup()

Python 的 else 子句优势:

# 明确区分"获取数据"和"处理数据"的异常
try:
    data = fetch_data()  # 可能抛出 NetworkError
except NetworkError:
    print("网络错误")
else:
    process_data(data)  # 可能抛出 ProcessError
    # ProcessError 不会被上面的 except 捕获

⚠️ 常见误区

过度捕获异常

❌ 错误示例:

try:
    # 大量代码
    result = complex_operation()
except Exception:
    # 吞掉所有异常,难以调试
    print("发生错误")

✅ 正确示例:

# 只捕获预期的异常
try:
    result = complex_operation()
except ValueError:
    print("值错误")
except KeyError:
    print("键不存在")
# 让未预期的异常向上传播

忽略异常信息

❌ 错误示例:

try:
    process()
except Exception:
    print("失败")  # 丢失了异常详情

✅ 正确示例:

try:
    process()
except Exception as e:
    print(f"失败: {e}")  # 包含异常详情
    # 或记录日志
    import logging
    logging.exception("Processing failed")

小结

本章要点

• Python 使用 try/except/else/finally 处理异常
• else 子句仅在没有异常时执行,用于分离成功逻辑
• 捕获具体异常类型,避免过度捕获
• 使用 raise ... from ... 保留异常链
• 自定义异常继承 Exception (不是 BaseException)

与 JS 的关键差异

JavaScript	Python	差异说明
无 else 子句	有 else 子句	Python 可分离成功逻辑
throw new Error()	raise ValueError()	语法不同
Error.cause	raise ... from ...	Python 异常链更明确
所有异常继承 Error	区分 Exception 和 BaseException	Python 层次更清晰

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