一、异常处理基础

1. 什么是异常？

异常是程序运行中出现的错误，例如：

• 除以零（ZeroDivisionError）
• 文件不存在（FileNotFoundError）
• 网络连接失败（ConnectionError）

如果不处理异常，程序会直接崩溃！

2. 异常处理的核心语法

使用try-except语句捕获并处理异常：

try:
    # 可能出错的代码
    result = 10 / 0  # 触发 ZeroDivisionError
except ZeroDivisionError:
    print("除数不能为零！")  # 异常处理逻辑

二、常见异常类型

Python内置了丰富的异常类型，以下是常见场景：

三、异常处理的进阶用法

1. 捕获多个异常

try:
    # 可能出错的代码
    f = open("file.txt")
    result = 10 / 0
except FileNotFoundError:
    print("文件不存在！")
except ZeroDivisionError:
    print("除数不能为零！")

2. 捕获所有异常

try:
    # 可能出错的代码
except Exception as e:
    print(f"发生未知错误：{e}")  # 打印异常详情

3.finally块：无论是否异常都会执行

try:
    f = open("file.txt")
    # 操作文件
except FileNotFoundError:
    print("文件不存在！")
finally:
    f.close()  # 确保文件关闭（即使发生异常）

4.else块：无异常时执行

try:
    result = 10 / 2
except ZeroDivisionError:
    print("除数不能为零！")
else:
    print(f"计算结果：{result}")  # 仅在无异常时执行

四、自定义异常

通过继承Exception类创建自定义异常：

class InvalidInputError(Exception):
    """自定义异常：输入无效"""

try:
    value = int(input("请输入数字："))
    if value < 0:
        raise InvalidInputError("数字不能为负！")  # 主动抛出异常
except InvalidInputError as e:
    print(f"错误：{e}")

五、实战案例：文件操作与异常处理

需求：读取文件内容，若文件不存在则创建，若内容非数字则报错。

try:
    with open("data.txt", "r") as f:
        content = f.read()
        number = int(content)
        print(f"数字：{number}")
except FileNotFoundError:
    print("文件不存在，正在创建...")
    with open("data.txt", "w") as f:
        f.write("42")
except ValueError:
    print("文件内容不是有效的数字！")

六、最佳实践

1. 具体优于通用
   避免使用裸露的except，尽量捕获特定异常：

#  不推荐
try:
    ...
except:
    ...

#  推荐
try:
    ...
except FileNotFoundError:
    ...

2. 记录异常信息
   使用logging模块记录异常，便于调试：

import logging

try:
    ...
except Exception as e:
    logging.error(f"错误发生：{e}", exc_info=True)  # 输出完整堆栈跟踪

3. 使用上下文管理器（with语句）
   自动管理资源（如文件、网络连接）：

with open("file.txt") as f:
    content = f.read()  # 自动关闭文件

4. 避免隐藏错误
   确保异常处理不破坏程序逻辑：

#  错误：吞掉异常
try:
    ...
except:
    pass

#  正确：处理异常或重新抛出
try:
    ...
except CriticalError:
    raise  # 重新抛出异常

七、本周练习与答案

练习1：用户输入验证

要求用户输入年龄（整数），若输入非数字或负数则报错。
答案：

while True:
    try:
        age = int(input("请输入年龄："))
        if age < 0:
            raise ValueError("年龄不能为负！")
        break
    except ValueError as e:
        print(f"错误：{e}")

练习2：网络请求重试

模拟网络请求失败时自动重试3次。
答案：

import requests
from time import sleep

url = " https://api.example.com/data "
retries = 3

for attempt in range(retries):
    try:
        response = requests.get(url)
        response.raise_for_status()  # 触发HTTPError异常（如404）
        print("请求成功！")
        break
    except requests.exceptions.RequestException as e:
        print(f"请求失败（尝试{attempt+1}/{retries}）：{e}")
        sleep(1)  # 等待1秒后重试
else:
    print("所有尝试均失败！")

练习3：自定义上下文管理器

实现一个自动计时的上下文管理器。
答案：

import time
from contextlib import contextmanager

@contextmanager
def timer():
    start = time.time()
    try:
        yield  # 执行with块内的代码
    finally:
        end = time.time()
        print(f"耗时：{end - start:.2f}秒")

# 使用示例
with timer():
    time.sleep(1)  # 模拟耗时操作

八、总结与下一步

• 核心收获：
• 异常处理的核心语法：try-except-else-finally。
• 常见异常类型及自定义异常。
• 如何通过异常增强程序健壮性。