Python编程实战 - 面向对象与进阶语法 - 异常类型与捕获

在 Python 编程中，错误是不可避免的。无论是输入错误、文件不存在，还是除以零等问题，程序运行时都可能发生异常（Exception）。 如果不处理这些异常，程序会直接崩溃，导致用户体验和系统稳定性下降。 因此，掌握异常处理机制，是编写健壮 Python 程序的重要一环。

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一、什么是异常（Exception）

异常指程序运行过程中出现的错误。 与语法错误不同，异常是在程序运行时触发的错误。

例如：

print(10 / 0)

执行结果：

ZeroDivisionError: division by zero

这说明 Python 检测到了“除以零”的错误并抛出了一个异常对象。

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二、常见的异常类型

Python 内置了多种异常类型，常见的有以下几类：

异常类型	说明
ZeroDivisionError	除以零时发生
TypeError	类型不匹配
ValueError	无效的数值参数
IndexError	索引越界
KeyError	字典中查找不存在的键
FileNotFoundError	打开的文件不存在
AttributeError	调用不存在的属性或方法
NameError	使用未定义的变量
IOError	输入输出错误
ImportError	导入模块失败
RuntimeError	一般性的运行时错误

示例：

lst = [1, 2, 3]
print(lst[5])  # IndexError

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三、捕获异常 try...except

为了防止异常导致程序崩溃，我们可以使用 try...except 块捕获并处理异常。

try:
    x = int(input("请输入一个数字："))
    y = 10 / x
    print("结果：", y)
except ZeroDivisionError:
    print("错误：除数不能为零！")
except ValueError:
    print("错误：请输入有效的数字！")

运行效果：

请输入一个数字：0
错误：除数不能为零！

✅ 程序不会崩溃，能够优雅地处理异常。

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四、同时捕获多个异常

当你想同时处理多种异常类型时，可以把它们放在同一个 except 中：

try:
    num = int("abc")
except (TypeError, ValueError):
    print("类型或值错误！")

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五、获取异常信息

有时我们需要查看异常的具体信息，可以用 as 关键字：

try:
    result = 10 / 0
except ZeroDivisionError as e:
    print("发生异常：", e)

输出：

发生异常： division by zero

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六、finally：无论是否出错都执行

finally 块常用于释放资源，例如关闭文件、断开网络连接等。

try:
    f = open("data.txt", "r")
    content = f.read()
except FileNotFoundError:
    print("文件不存在！")
finally:
    print("无论是否出错，都会执行这里")

输出：

文件不存在！
无论是否出错，都会执行这里

✅ 即使出现异常，finally 中的代码也一定会执行。

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七、else：没有异常时执行

try 块中代码正常执行时，可以进入 else 块。

try:
    x = 5
    y = 2
    print(x / y)
except ZeroDivisionError:
    print("除数不能为零！")
else:
    print("没有异常，成功执行！")
finally:
    print("程序结束。")

输出：

2.5
没有异常，成功执行！
程序结束。

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八、抛出自定义异常

有时我们希望主动抛出异常，用于提示特定错误，可以使用 raise。

def withdraw(balance, amount):
    if amount > balance:
        raise ValueError("余额不足！")
    balance -= amount
    return balance

try:
    withdraw(100, 200)
except ValueError as e:
    print("异常提示：", e)

输出：

异常提示： 余额不足！

✅ 这种方式常用于输入验证、接口返回检查等场景。

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九、自定义异常类

如果内置异常不够表达业务语义，可以创建自定义异常类：

class InsufficientFundsError(Exception):
    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 {amount}")

try:
    raise InsufficientFundsError(100, 300)
except InsufficientFundsError as e:
    print("捕获到自定义异常：", e)

输出：

捕获到自定义异常： 余额不足，当前余额 100，取款 300

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十、总结

关键字	作用
try	包含可能出错的代码
except	捕获并处理异常
else	没有异常时执行
finally	无论是否异常都执行
raise	主动抛出异常

异常处理的本质是：

让程序从“出错崩溃”变为“可控应对”，从而提升健壮性与可靠性。

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