错误处理

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2025-10-20

错误

Python 中的错误主要指语法错误，例如：

>>> while True print('Hello world')
  File "<stdin>", line 1, in ?
    while True print('Hello world')
                   ^
SyntaxError: invalid syntax

语法分析器指出了出错的一行，并且在最先找到的错误的位置标记了一个小小的箭头。

语法错误是不可以被捕获的。

异常

这才是我们今天要讨论的重点。

我们先来看一些常见的异常：

>>> 10 * (1/0)             # 0 不能作为除数，触发异常
Traceback (most recent call last):
  File "<stdin>", line 1, in ?
ZeroDivisionError: division by zero
>>> 4 + spam*3             # spam 未定义，触发异常
Traceback (most recent call last):
  File "<stdin>", line 1, in ?
NameError: name 'spam' is not defined
>>> '2' + 2               # int 不能与 str 相加，触发异常
Traceback (most recent call last):
  File "<stdin>", line 1, in <module>
TypeError: can only concatenate str (not "int") to str

异常以不同的类型出现，这些类型都作为信息的一部分打印出来：例子中的类型有 ZeroDivisionError NameError 和 TypeError。

异常信息的前面部分显示了异常发生的上下文（即发生异常位置的代码），并以调用栈的形式显示具体信息（如若嵌套多层的函数调用出现异常，则打出每一层调用）。后面部分则是异常的详情。

对于大多数异常，如果我们不知道怎么解决、需要寻求帮助的话就要在搜索引擎输入这些内容，例如对于 '2' + 2 语句报错的解决情况应搜索 TypeError: can only concatenate str (not "int") to str。

异常捕获

捕获异常

运行代码

while True:
    try:
        x = int(input('请输入一个数字: '))
        break
    except ValueError:
        print('您输入的不是数字，请再次尝试输入！')
print('END')

运行结果：

请输入一个数字: a
您输入的不是数字，请再次尝试输入！
请输入一个数字: -
您输入的不是数字，请再次尝试输入！
请输入一个数字: 1
END

try 语句按照如下方式工作；

首先，执行 try 子句（在关键字 try 和关键字 except 之间的语句）。
如果没有异常发生，忽略 except 子句，try 子句执行后结束。
如果在执行 try 子句的过程中发生了异常，那么 try 子句余下的部分将被忽略。如果异常的类型和 except 之后的名称相符，那么对应的 except 子句将被执行。
如果一个异常没有与任何的 except 匹配，那么这个异常将会传递给上层的 try（若有）或抛出。

一个 try 语句可能包含多个 except 子句，分别来处理不同的特定的异常。最多只有一个分支会被执行，如果一个异常匹配多个 except，则执行第一个。

处理程序将只针对对应的 try 子句中的异常进行处理，而不是其他的 try 的处理程序中的异常。

捕获多个异常

一个 except 子句可以同时处理多个异常，这些异常将被放在一个括号里成为一个元组，例如：

except (RuntimeError, TypeError, NameError):
    pass

捕获所有未被捕获的异常

每个 try 的最后一个 except 子句可以忽略异常的名称，它将被当作通配符使用。你可以使用这种方法打印一个错误信息，然后再次把异常抛出：

运行代码

try:
    f = open('myfile.txt')
    s = f.readline()
    i = int(s.strip())
except OSError as err:
    print('文件未找到')
    raise err  # 处理完成后再次抛出异常
except ValueError:
    print('文件中不是整数')
except:
    print('Unexpected error')
    raise  # except 中也可以直接使用 raise 抛出捕获的异常

我们在 2.1 中已经学习了类和对象的知识。事实上，这些异常全部都是类，而它们有一个共同的父类 Exception。因此，像第十行这样的匹配所有未捕获错误的 except 语句也可以这么写：

运行代码

try:
    1 / 0
except Exception as e:
    print(e)

else 子句

try/except 语句还有一个可选的 else 子句，else 子句将在 try 子句没有发生任何异常的时候执行。

如果使用这个子句，那么必须放在所有的 except 子句之后。

来看一个简单的例子：

try:
    f = open(file, 'r')
except IOError:
    print('Cannot open.')
else:
    print(f.read())
    f.close()

finally 子句

finally 语句是无论是否发生异常都将执行最后的代码。

运行代码

try:
    pass
except Exception as e:
    print(e)
else:
    1 / 0
finally:
    print('finally')

输出：

finally
Traceback (most recent call last):
  File "e:\Programming\Python\临时\a.py", line 6, in <module>
    1 / 0
ZeroDivisionError: division by zero

可以看到，即便是else子句中出错，Python 也先执行了 finally 中的语句，然后才将错误抛出。因此，将清理语句写在 finally 中是安全的，只要设备不断电，它一定会执行。

运行代码

def func_1():
    try:
        return 1
    except:
        ...
    finally:
        print('finally_1')


def func_2():
    try:
        return 'a'
    except:
        ...
    finally:
        print('finally_2')
        return 'b'


print(func_1())
print(func_2())

输出如下：

finally_1
1
finally_2
b

即便是函数的返回，也不能影响 finally 的执行；反之，finally 可以改变函数的返回值。

主动抛出异常

Python 可以使用 raise 语句主动抛出异常：

>>> raise ValueError('123')
Traceback (most recent call last):
  File "<stdin>", line 1, in <module>
ValueError: 123
>>> raise Exception
Traceback (most recent call last):
  File "<stdin>", line 1, in <module>
Exception
>>> raise IndexError('Illegal index') 
Traceback (most recent call last):
  File "<stdin>", line 1, in <module>
IndexError: Illegal index

自定义异常类

你可以通过创建一个新的异常类来拥有自己的异常。异常类继承自 Exception 类，可以直接继承，或者间接继承。例如：

>>> class MyError(Exception):
        def __init__(self, value):
            self.value = value
        def __str__(self):
            return repr(self.value)

>>> try:
        raise MyError(2 * 2)
    except MyError as e:
        print('My exception occurred, value:', e.value)

My exception occurred, value: 4
>>> raise MyError('oops!')
Traceback (most recent call last):
  File "<stdin>", line 1, in ?
__main__.MyError: 'oops!'

assert 断言

Python assert（断言）用于判断一个表达式，在表达式条件为 False 的时候触发异常。

断言可以在条件不满足程序运行的情况下直接返回错误，而不必等待程序运行后出现崩溃的情况，例如我们的代码只能在 Linux 系统下运行，可以先判断当前系统是否符合条件。通常在我们写脚本时用到。

语法格式：assert expression
等价的 if 语句：if not expression: raise AssertionError
assert 后面也可以紧跟参数：assert expression [, arguments]
等价语句：if not expression: raise AssertionError(arguments)

示例：

>>> assert True     # 条件为 True 正常执行
>>> assert False    # 条件为 False 触发异常
Traceback (most recent call last):
  File "<stdin>", line 1, in <module>
AssertionError
>>> assert 1 == 1    # 条件为 True 正常执行
>>> assert 1 == 2    # 条件为 False 触发异常
Traceback (most recent call last):
  File "<stdin>", line 1, in <module>
AssertionError
>>> assert 1 == 2, '1 不等于 2'
Traceback (most recent call last):
  File "<stdin>", line 1, in <module>
AssertionError: 1 不等于 2