在 Python 中，异常处理是编写健壮代码的重要部分。Python 提供了 try、except、else 和 finally 关键字来捕获和处理异常。以下是对这些关键字及相关知识点的详细解析。
异常处理基本语法
try-except
try 块用于包裹可能引发异常的代码，except 块用于捕获并处理这些异常。
try:# 可能引发异常的代码result = 10 / 0
except ZeroDivisionError:# 处理异常print("除零错误")
捕获多个异常
可以通过多个 except 块捕获不同类型的异常，或者在一个 except 块中捕获多个异常。
try:# 可能引发异常的代码result = 10 / 0
except ZeroDivisionError:print("除零错误")
except ValueError:print("值错误")
except (TypeError, KeyError):print("类型错误或键错误")
获取异常信息
可以使用 except 块中的 as 关键字获取异常对象，从而获取详细的异常信息。
try:result = 10 / 0
except ZeroDivisionError as e:print(f"捕获到异常：{e}")
try-except-else
else 块在 try 块没有引发异常时执行。通常用于那些需要在没有异常时运行的代码。
try:result = 10 / 2
except ZeroDivisionError:print("除零错误")
else:print(f"结果是：{result}")
try-except-finally
finally 块中的代码无论是否发生异常都会执行。通常用于清理操作，如关闭文件或释放资源。
try:file = open('example.txt', 'r')data = file.read()
except FileNotFoundError:print("文件未找到")
finally:file.close()print("文件已关闭")
自定义异常
可以通过创建继承自 Exception 类的新类来自定义异常。
class CustomError(Exception):passtry:raise CustomError("这是一个自定义错误")
except CustomError as e:print(f"捕获到自定义异常：{e}")
上下文管理器
上下文管理器（使用 with 语句）可以简化资源管理，如文件操作，确保在使用完资源后自动清理。
with open('example.txt', 'r') as file:data = file.read()
# 不需要显式调用 file.close()，会自动关闭
详细解析
异常层级结构
Python 中的异常有一个层级结构，所有内置异常类都继承自 BaseException，常见的异常类包括：
Exception：所有内置非系统退出的异常的基类。ArithmeticError：所有算术错误的基类，如ZeroDivisionError。LookupError：所有查找错误的基类，如IndexError和KeyError。
通过理解异常的层级结构，可以更精确地捕获特定的异常或更广泛地捕获一类相关的异常。
捕获所有异常
虽然不建议这样做，但可以使用 except 捕获所有异常。这样做通常会隐藏问题，应尽量避免。
try:result = 10 / 0
except Exception as e:print(f"捕获到异常：{e}")
抛出异常
可以使用 raise 关键字手动抛出异常。
def check_positive(number):if number <= 0:raise ValueError("数字必须是正数")return numbertry:check_positive(-10)
except ValueError as e:print(f"捕获到异常：{e}")
链式异常
在异常处理过程中，可以使用 raise ... from 语法将一个异常与另一个异常关联起来，形成链式异常。
def func1():raise ValueError("原始错误")def func2():try:func1()except ValueError as e:raise RuntimeError("处理 func1 时出错") from etry:func2()
except RuntimeError as e:print(f"捕获到异常：{e}")print(f"原始异常：{e.__cause__}")
实际应用示例
以下是一个实际应用中常见的异常处理示例，包括文件操作和自定义异常。
class InvalidFileError(Exception):passdef read_file(filename):if not filename.endswith('.txt'):raise InvalidFileError("仅支持 .txt 文件")try:with open(filename, 'r') as file:return file.read()except FileNotFoundError:print("文件未找到")except InvalidFileError as e:print(f"自定义异常：{e}")except Exception as e:print(f"其他异常：{e}")finally:print("结束文件读取操作")# 测试代码
try:content = read_file('example.pdf')
except InvalidFileError as e:print(f"捕获到自定义异常：{e}")
总结
Python 提供了强大且灵活的异常处理机制，通过 try、except、else 和 finally 关键字，结合自定义异常和上下文管理器，可以编写出健壮和易于维护的代码。理解和应用这些机制对于提高代码质量和处理错误具有重要意义。