Python 错误处理详解

Python 写代码时，错误是常有的事。为了让程序更健壮，我们需要学会如何处理这些错误。这篇文章会带你从零开始了解 Python 的错误处理。

参考文章：

什么是异常？
常见的 Python 异常类型
基本的 try-except 结构
捕获特定异常
使用 else 和 finally
抛出异常
自定义异常
错误处理的最佳实践

1. 什么是异常？

异常（Exception）就是程序运行时发生的错误，比如试图打开一个不存在的文件、除以零或者输入了非法数据。Python 会抛出异常来告诉你“嘿，这里出问题了！”。如果不处理，程序会直接崩溃，打印一堆错误信息（就是 traceback）。

异常处理的核心是用代码“捕获”这些错误，防止程序崩掉，还能给用户友好的提示。

2. 常见的 Python 异常类型

Python 内置了很多异常类型，了解它们能帮你更好地处理问题。以下是一些常见的异常：

ZeroDivisionError：除以零时触发。
FileNotFoundError：试图打开不存在的文件。
ValueError：函数接收到不合适的参数，比如把字符串传给 int()。
TypeError：类型错误，比如试图把字符串和整数相加。
IndexError：列表索引超出范围。
KeyError：访问字典中不存在的键。

这些异常都是 Python 的内置类，继承自 Exception 类。你可以在代码中捕获它们。

3. 基本的 try-except 结构

Python 用 try-except 块来处理异常。基本思路是：把可能出错的代码放进 try 块，如果出错了，就跳到 except 块执行。

来看个简单的例子：

try:

    num = int(input("请输入一个数字: "))

    result = 10 / num

    print(f"10 除以 {num} 等于 {result}")

except:

    print("出错了！可能输入了非法数字或除以零。")

运行这段代码：

如果用户输入一个合法数字，比如 5，程序会打印 10 除以 5 等于 2.0。
如果输入了非数字（比如 "abc"）或 0，程序会跳到 except 块，打印错误提示，而不会崩溃。

这个 except 是个“通吃”模式，捕获所有异常。但最好别这样用，因为你不知道具体出了啥问题。接下来我们改进它。

4. 捕获特定异常

与其捕获所有异常，不如只捕获你关心的特定异常类型。这样能更精准地处理问题。Python 允许在 except 后指定异常类型。

改写上面的例子：

try:

    num = int(input("请输入一个数字: "))

    result = 10 / num

    print(f"10 除以 {num} 等于 {result}")

except ValueError:

    print("请输入一个合法的数字！")

except ZeroDivisionError:

    print("不能除以零！")

现在：

如果输入 "abc"，会触发 ValueError，打印“请输入一个合法的数字！”。
如果输入 0，会触发 ZeroDivisionError，打印“不能除以零！”。
其他异常（比如 KeyboardInterrupt）不会被捕获，程序会照常报错。

你可以捕获多个异常，也可以把异常对象保存下来，查看具体错误信息：

try:

    num = int(input("请输入一个数字: "))

    result = 10 / num

except ValueError as e:

    print(f"输入错误: {e}")

except ZeroDivisionError as e:

    print(f"除零错误: {e}")

这里 as e 把异常对象存到变量 e，可以打印更详细的错误信息。

5. 使用 else 和 finally

try-except 还有两个好用的伙伴：else 和 finally。

else：如果 try 块没出错，就执行 else 块。适合放那些依赖 try 块成功的代码。
finally：不管 try 块有没有出错，finally 块都会执行。常用来做清理工作，比如关闭文件。

来看个例子：

try:

    num = int(input("请输入一个数字: "))

    result = 10 / num

except ValueError:

    print("请输入合法数字！")

except ZeroDivisionError:

    print("不能除以零！")

else:

    print(f"计算成功！结果是: {result}")

finally:

    print("程序结束，清理完成！")

运行效果：

输入 5：打印“计算成功！结果是: 2.0”和“程序结束，清理完成！”。
输入 "abc"：打印“请输入合法数字！”和“程序结束，清理完成！”。
输入 0：打印“不能除以零！”和“程序结束，清理完成！”。

finally 特别适合确保资源被正确释放，比如：

try:

    file = open("data.txt", "r")

    content = file.read()

except FileNotFoundError:

    print("文件没找到！")

else:

    print(f"文件内容: {content}")

finally:

    try:

        file.close()

        print("文件已关闭")

    except NameError:

        print("文件从未打开，无需关闭")

这里 finally 确保文件被关闭，即使文件没找到（导致 file 未定义）也能安全处理。

6. 抛出异常

有时候你想主动抛出异常，比如检查到用户输入不符合要求。可以用 raise 关键字抛出异常。

例子：

def divide(a, b):

    if b == 0:

        raise ZeroDivisionError("除数不能为零！")

    return a / b

try:

    result = divide(10, 0)

except ZeroDivisionError as e:

    print(f"错误: {e}")

运行会打印“错误: 除数不能为零！”。你可以用 raise 抛出任何内置异常，或者直接用 raise Exception("自定义消息")。

还可以“重新抛出”异常：

try:

    num = int(input("请输入一个数字: "))

except ValueError as e:

    print(f"输入错误: {e}")

    raise  # 重新抛出原异常

这样会在处理完错误后，继续把异常抛给上层调用者。

7. 自定义异常

当内置异常不够用时，你可以定义自己的异常类。自定义异常通常继承自 Exception 类。

例子：

class CustomValueError(Exception):

    """自定义异常，用于值不符合要求"""

    pass

def check_age(age):

    if age < 0 or age > 150:

        raise CustomValueError("年龄必须在0到150之间！")

    return age

try:

    age = check_age(200)

except CustomValueError as e:

    print(f"错误: {e}")

运行会打印“错误: 年龄必须在0到150之间！”。自定义异常让代码更清晰，尤其在复杂项目中。

8. 错误处理的最佳实践

最后，分享一些写错误处理代码的建议：

捕获特定异常：别用“通吃”的 except，尽量指定具体的异常类型。
提供清晰的错误信息：用户看到错误时，应该知道问题出在哪，怎么解决。
用 else 和 finally 合理组织代码：else 放依赖 try 成功的逻辑，finally 放清理工作。
别滥用异常：异常是用来处理“异常情况”的，别用它来控制正常流程（比如代替 if 判断）。
记录错误日志：在实际项目中，用 logging 模块记录异常，方便调试。

例子（带日志）：

import logging

logging.basicConfig(level=logging.ERROR, filename="app.log")

try:

    num = int(input("请输入一个数字: "))

    result = 10 / num

except ValueError as e:

    logging.error(f"输入错误: {e}")

    print("请输入合法数字！")

except ZeroDivisionError as e:

    logging.error(f"除零错误: {e}")

    print("不能除以零！")

else:

    print(f"结果: {result}")

finally:

    print("程序结束！")

这个例子会把错误记录到 app.log 文件，方便排查问题。