异常处理

异常的捕获与处理

try-except 语句

• try: 尝试执行可能产生异常的代码。
• except: 捕获异常，并执行对应的代码。
• else: 如果没有异常发生，执行 else 代码块。
• finally: 不论是否发生异常，finally 代码块都会执行，常用于资源释放。

try:
    # 可能发生异常的代码
    x = 10 / 0
except ZeroDivisionError:
    # 捕获指定的异常
    print("Cannot divide by zero.")
else:
    # 如果没有异常，执行此块
    print("Division successful.")
finally:
    # 无论是否有异常，都会执行
    print("This block always runs.")

输出：

Cannot divide by zero.
This block always runs.

异常的层次结构

Python 中的异常是基于类的，所有异常类都继承自 BaseException。常用异常类包括：

• Exception: 大多数常见异常的基类。
• ZeroDivisionError: 除以零时引发。
• ValueError: 函数接收到正确类型但不适合的值时引发。
• TypeError: 传递给函数或操作的对象类型不正确时引发。

异常的层次结构可以帮助你捕获特定的异常，也可以捕获所有异常。

try:
    x = int("abc")  # 触发 ValueError
except ValueError as ve:
    print(f"Caught a ValueError: {ve}")
except Exception as e:
    print(f"Some other exception occurred: {e}")

自定义异常

如果需要更精确地控制异常，可以自定义异常类，继承自 Exception 类。

# 自定义异常类
class InvalidAgeError(Exception):
    def __init__(self, age, message="Invalid age provided"):
        self.age = age
        self.message = message
        super().__init__(self.message)

# 使用自定义异常
def check_age(age):
    if age < 0 or age > 120:
        raise InvalidAgeError(age)
    else:
        print("Valid age.")

try:
    check_age(-5)
except InvalidAgeError as e:
    print(f"Error: {e}")

输出：

Error: Invalid age provided

资源管理

资源管理指的是确保在程序使用完资源后，及时正确地释放资源，如文件、网络连接等。

finally 语句

finally 块无论是否出现异常，都会执行，通常用于清理操作，例如关闭文件、释放连接等。

try:
    file = open('example.txt', 'r')
    # 进行文件操作
except FileNotFoundError:
    print("File not found.")
finally:
    file.close()  # 无论是否发生异常，都关闭文件

with 语句与上下文管理

with 语句用于简化资源管理，它自动管理资源的获取和释放。常用于文件操作、数据库连接等场景。

• with 语句的对象必须实现 __enter__ 和 __exit__ 方法，也称为上下文管理协议。
• 在 with 块中，如果没有异常发生，__exit__ 方法在块结束时自动调用；如果发生异常，__exit__ 方法仍然会被调用，来执行清理工作。

# 使用with语句自动关闭文件
with open('example.txt', 'r') as file:
    data = file.read()
    print(data)
# 不需要手动调用 file.close()，with块结束时文件会自动关闭

自定义上下文管理器：

class MyResource:
    def __enter__(self):
        print("Resource acquired.")
        return self

    def __exit__(self, exc_type, exc_value, traceback):
        print("Resource released.")

# 使用上下文管理
with MyResource():
    print("Using resource.")

输出：

Resource acquired.
Using resource.
Resource released.

总结

• 异常处理 通过 try-except 捕获和处理运行时错误，避免程序崩溃。
• 层次结构 帮助我们有针对性地捕获异常。
• 自定义异常 可以创建符合业务逻辑的异常类型，提供更灵活的异常处理机制。
• 资源管理 中的 finally 和 with 语句可以确保资源正确释放，with 是资源管理的推荐方式。