🐍 Python异常处理全攻略：从原理到实战 🚀¶

🧠 一、异常的概念¶

在Python中，异常（Exception）是程序运行时发生的错误事件，它会中断程序的正常执行流程。异常可以是可预见的（如文件不存在），也可以是不可预见的（如网络中断）。

📌 常见异常类型¶

异常类型	触发场景	处理建议
`ValueError`	无效的值（如字符串转整数失败）	验证输入合法性
`KeyError`	字典键不存在	使用`get()`方法替代
`IndexError`	列表索引越界	检查列表长度
`FileNotFoundError`	文件路径错误	路径合法性校验
`TypeError`	操作应用于不适当类型	类型检查与转换

💡 为什么处理异常很重要？
未处理的异常会导致程序直接崩溃，甚至可能引发数据丢失或系统不稳定。良好的异常处理可以提升程序的健壮性和用户体验。

🛠 二、异常处理基础¶

1️⃣ `try...except` 语法¶

Python
try:
    x = 10 / 0  # 触发 ZeroDivisionError
except ZeroDivisionError as e:
    print(f"捕获到异常: {e}")  # 输出：捕获到异常: division by zero

2️⃣ `else` 与 `finally`¶

else: 无异常时执行。
finally: 无论是否异常，始终执行（用于资源清理）。

Python
try:
    f = open("example.txt", "r")
    content = f.read()
except FileNotFoundError as e:
    print(f"文件未找到: {e}")
else:
    print("文件内容读取成功！")
finally:
    f.close() if 'f' in locals() else None  # 确保文件关闭

⚙️ 三、进阶异常处理技巧¶

1️⃣ 多异常捕获¶

Python
try:
    config = json.load(open("config.json"))
    port = int(config["server"]["port"])
except (FileNotFoundError, json.JSONDecodeError):
    print("配置文件加载失败，使用默认配置")
    port = 8080
except KeyError:
    print("端口配置缺失，使用默认端口")
    port = 8080

2️⃣ 上下文管理器（`with` 语句）¶

优雅地处理资源释放（如文件、数据库连接）：

Python
with open("data.txt", "r") as f:
    content = f.read()  # 自动关闭文件

🔧 四、自定义异常¶

✨ 创建自定义异常类¶

Python
class DataUnavailableError(Exception):
    def __init__(self, message="数据获取失败"):
        self.message = message
        super().__init__(self.message)

def fetch_data():
    raise DataUnavailableError("服务器无响应")

try:
    fetch_data()
except DataUnavailableError as e:
    print(f"自定义异常: {e}")  # 输出：自定义异常: 服务器无响应

🔗 五、异常链与传播¶

🔄 异常链（保留原始异常信息）¶

Python
try:
    x = 10 / 0  # 触发 ZeroDivisionError
except ZeroDivisionError as original:
    raise ValueError("除数不能为零") from original

# 输出:
# ValueError: 除数不能为零
# The above exception was the direct cause of the following exception:
# ZeroDivisionError: division by zero

🧹 六、异常处理最佳实践¶

✅ 建议清单¶

精准捕获异常类型：避免捕获过于宽泛的异常（如 Exception）。
提供有用错误信息：在 except 块中记录或输出详细错误信息。
避免空 except 块：空的 except 会静默忽略错误。
合理使用 finally：释放资源（如关闭文件、数据库连接）。
文档化异常：在函数文档中说明可能抛出的异常类型。

🛠 七、实战案例：智能文件备份工具¶

📁 功能需求¶

备份文件或文件夹。
捕获常见错误（权限错误、路径不存在等）。
记录日志。

Python
import shutil
import os

def safe_backup(src, dst):
    try:
        if not os.path.exists(src):
            raise FileNotFoundError(f"源文件 {src} 不存在")
        shutil.copytree(src, dst) if os.path.isdir(src) else shutil.copy(src, dst)
    except (PermissionError, NotADirectoryError) as e:
        print(f"权限错误: {e}")
        return False
    except Exception as e:
        print(f"未知错误: {type(e).__name__}")
        return False
    else:
        print(f"✅ 备份成功：{src} → {dst}")
        return True
    finally:
        print("== 备份操作日志已记录 ==")

# 使用示例
safe_backup("重要文档.txt", "D:/backup/文档备份.txt")

🧪 八、调试技巧¶

🛠 使用 `pdb` 调试¶

Python
import pdb

def divide(a, b):
    return a / b

def debug_divide():
    a = 10
    b = 0
    pdb.set_trace()  # 设置断点
    result = divide(a, b)
    print(f"结果是: {result}")

debug_divide()

💡 调试命令¶

命令	作用
`n`	执行下一行
`s`	进入函数内部
`c`	继续执行到下一个断点
`p`	打印变量值
`q`	退出调试器

📚 九、总结¶

异常处理是编写健壮程序的关键技能。通过掌握 try...except、自定义异常、异常链等技巧，你可以： - 防止程序崩溃 🚫 - 提高代码可维护性 🛠 - 优化用户体验 😊