1. 异常处理为什么重要？
鲁迅曾经说过：我想不写异常处理，或许是跟自己过不去罢！
相信大家肯定遇到这种情况：你写了一个程序，看起来很完美，能接受用户输入，还能做一些复杂计算。
你满怀期待地运行，突然——砰！崩溃了！
比如我想模拟一个ATM取款系统，代码如下：
def withdraw(balance, amount):
return balance - amount
def main():
balance = float(input("请输入账户余额："))
amount = float(input("请输入取款金额："))
new_balance = withdraw(balance, amount)
print(f"取款成功！剩余余额：{new_balance}")
main()
看起来很简单吧？一个函数计算余额，一个输入输出逻辑，没毛病！那我们试试看运行。
**测试一：**如果输入 100 和 50：
取款成功！剩余余额：50.0
太棒了，功能完美！
测试二：如果手滑，输入了 qwe：
ValueError: could not convert string to float
程序崩溃，结束了。
**测试三：**如果余额是 100，取款金额是 200：
取款成功！剩余余额：-100.0
等等，这是什么鬼？负余额？ATM还倒贴钱？
问题来了：这样的代码能用吗？
- 用户体验在哪里？ 一输入错，没有任何提示，程序直接死掉了！
- 程序逻辑正确吗？ 明明没钱了，系统居然还能取款，难道不应该提醒用户余额不足吗？
- 扩展性如何？ 如果以后有更多功能，比如转账或支付，光靠这些代码，能扛住吗？
所以很多时候我们的代码看起来能正常运行，其实是建立在你了解代码的内部细节的基础上，真让用户去使用的话，天知道会出现什么问题！
因此，健壮性💪🏻是我们衡量程序好坏的一个重要指标。
👉🏻****健壮性指即使面对用户的错误操作或不可预知的异常情况，程序依然可以稳定运行，并提供清晰的反馈。
一个健壮的程序需要：
- 能处理各种异常情况，而不是直接退出。
- 提供清晰的错误提示，帮助用户理解问题。
- 确保系统逻辑完整性，避免出现负余额、超范围等异常状态。
2. 如何进行异常处理？
那么这个时候，我们就需要开始“叠甲”了，给代码套上面对各种问题的护甲。
所谓异常处理，就是一种程序设计中的重要机制，用于在程序执行过程中处理可能出现的异常情况或错误，如文件不存在、网络连接失败、用户输入不合法、除以零、内存不足等，让代码能够从容应对，甚至优雅地告诉用户“哪里出了问题”。
Python 提供了强大的异常处理工具，主要保留字如下：
try：尝试执行一段代码。except：如果出错了，执行备用方案。else：如果没有异常，执行这部分代码。finally：无论有没有异常，最后总会执行。
2.1. try 和 except
基本的异常处理结构如下：
try:
# 尝试运行某段代码
except:
# 如果发生异常，执行这段代码
我们将其应用到刚刚的例子中，先解决一个最常见的问题——用户输入非法数据。
加入try-except改进后代码：
def withdraw(balance, amount):
return balance - amount
def main():
try:
balance = float(input("请输入账户余额："))
amount = float(input("请输入取款金额："))
new_balance = withdraw(balance, amount)
print(f"取款成功！剩余余额：{new_balance}")
except ValueError:
print("请输入有效的数字！")
main()
运行一下：输入 abc 时，程序不再崩溃，而是向用户输出
请输入有效的数字！
2.2. else 和 finally
在异常处理结构中，else 和 finally 提供了额外的控制：
**else**：当没有发生任何异常时执行。**finally**：无论是否发生异常，总会执行的代码块（常用于资源释放）。
我们也来应用试试！
def main():
try:
balance = float(input("请输入账户余额："))
amount = float(input("请输入取款金额："))
new_balance = withdraw(balance, amount)
except ValueError as e:
print("请输入有效的数字！")
else:
print(f"取款成功！剩余余额：{new_balance}")
finally:
print("交易结束，谢谢使用！")
main()
在这段代码中，无论是否发生异常，都会输出"交易结束，谢谢使用！"
2.3. 捕获多种异常
在更复杂的场景中，程序可能遇到多种类型的错误。如果我们仅仅使用Exception则会捕获所有错误，这样太过宽泛，缺乏针对性
except Exception:
# 会把所有错误都捕获，包括无法预测的错误，可能掩盖真正的问题。
我们可以同时捕获不同类型的异常，提供针对性地处理。类似于if，提供出现某种错误情况后的特定处理方式。
我们给例子添加一个针对余额不足这种情况的处理：
def withdraw(balance, amount):
if amount > balance:
raise ValueError("余额不足！")
return balance - amount
def main():
try:
balance = float(input("请输入账户余额："))
amount = float(input("请输入取款金额："))
new_balance = withdraw(balance, amount)
print(f"取款成功！剩余余额：{new_balance}")
except ValueError as e:
print("请输入有效的数字！")
except Exception as e:
print(f"未知错误：{e}")
main()
- 如果余额不足，输出：
错误：余额不足！ - 如果输入非法数据，输出：
"请输入有效的数字！"
2.4. 自定义异常类
直接使用内置异常类型（如 ValueError）虽然可以解决问题，但在复杂项目中，我们可能需要定义自己的异常，来提供更明确的错误分类。
比如在本例中，我们要区分“余额不足”和“账户冻结”等问题的话，自定义异常类就派上用场了！
增加自定义异常后的代码：
class InsufficientFundsError(Exception):
"""余额不足异常"""
def __init__(self, balance, amount):
self.balance = balance
self.amount = amount
super().__init__(f"余额不足！当前余额：{balance}，取款金额：{amount}")
def withdraw(balance, amount):
if amount > balance:
raise InsufficientFundsError(balance, amount)
return balance - amount
def main():
try:
balance = float(input("请输入账户余额："))
amount = float(input("请输入取款金额："))
new_balance = withdraw(balance, amount)
print(f"取款成功！剩余余额：{new_balance}")
except InsufficientFundsError as e:
print(e)
except ValueError:
print("错误：请输入有效的数字！")
main()
当余额不足时，代码输出： 余额不足！当前余额：100.0，取款金额：200.0
在本例中我们定义了一个InsufficientFundsError的类，来作为自定义异常类，关于类的具体知识我们将在第三章中学习。
3. 完善细节及注意事项
我们再加入一个循环来与用户交互，就得到了一个健壮、友好且扩展性强的 ATM 取款系统。最终代码如下：
class InsufficientFundsError(Exception):
"""余额不足异常"""
def __init__(self, balance, amount):
self.balance = balance
self.amount = amount
super().__init__(f"余额不足！当前余额：{balance:.2f}，取款金额：{amount:.2f}")
def deposit(balance, amount):
"""存款功能"""
if amount <= 0:
raise ValueError("存款金额必须为正数！")
return balance + amount
def withdraw(balance, amount):
"""处理取款操作"""
if amount <= 0:
raise ValueError("取款金额必须为正数！")
if amount > balance:
raise InsufficientFundsError(balance, amount)
return balance - amount
def check_balance(balance):
"""查询余额"""
print(f"当前账户余额为：{balance:.2f}")
def main():
print("欢迎使用银行账户系统！")
balance = 1000.0 # 初始账户余额
while True:
print("\n请选择操作：")
print("1. 存款")
print("2. 取款")
print("3. 查询余额")
print("4. 退出")
try:
choice = input("请输入操作编号（1-4）：")
if choice == "1":
amount = float(input("请输入存款金额："))
balance = deposit(balance, amount)
print(f"存款成功！当前余额：{balance:.2f}")
elif choice == "2":
amount = float(input("请输入取款金额："))
balance = withdraw(balance, amount)
print(f"取款成功！当前余额：{balance:.2f}")
elif choice == "3":
check_balance(balance)
elif choice == "4":
print("感谢使用银行账户系统，再见！")
break
else:
print("无效的操作编号，请重新输入！")
except InsufficientFundsError as e:
print(e)
except ValueError as e:
print(f"输入错误：{e}")
except Exception as e:
print(f"未知错误：{e}")
finally:
print("———操作完成———")
if __name__ == "__main__":
main()
⚠️注意事项：
- 异常处理的范围不宜过大
def process_data(data):
try:
# 多段代码都可能抛出异常
result = int(data[0]) # 可能抛出 IndexError 或 ValueError
print(f"处理后的数据：{result * 2}")
file = open("output.txt", "w")
file.write(f"结果：{result}")
except Exception as e:
print(f"错误：{e}") # 不清楚具体是哪一段代码抛出的异常
像这段代码中，IndexError、ValueError 和文件操作错误都被混杂在一个 except 中，可读性低。
- 不能在
finally中修改返回值
def calculate():
try:
return 10 / 2 # 正常返回值是 5.0
finally:
return "执行完成！" # 覆盖了原始返回值
result = calculate()
print(result) # 输出："执行完成！"
在这个例子中，finally 中的 return 覆盖了 try 中的返回值。即使 try 中的计算逻辑正确，也无法返回正确的结果。
妥善使用异常处理，你就能：
✅ 增强健壮性：让程序即使面对错误也能运行，而不是崩溃。
✅ 提高可维护性：通过自定义异常和清晰的错误处理逻辑，让代码更易扩展。
✅ 提升用户体验：用户遇到错误时能够获得有用的信息，而不是一脸懵逼地看着崩溃提示。
🛠️ 记住：代码不仅要能跑，还要跑得“稳”！
