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机器学习之Python(12)： Python中try - except

原创时间:2025-03-28 15:21 作者:管理员浏览量:180

在 Python 中，我们可以使用try - except语句来优雅地处理这些异常情况，让程序更加健壮和稳定。它就像是给程序穿上了一层 “防护服”，当遇到异常时，能够及时进行 “修复”，避免程序的崩溃。接下来，就让我们深入了解一下try - except的用法。

一、Python 异常那些事儿

（一）异常是什么

在深入了解try - except之前，我们先来认识一下异常。在 Python 中，异常是指程序在运行时出现的错误或意外情况。它与语法错误不同，语法错误是在代码编写阶段就会被发现的，比如少了一个冒号、括号不匹配等，这些错误会导致代码无法正常运行，Python 解释器会直接提示语法错误信息，并且不会执行代码。而异常是在代码语法正确的前提下，在运行过程中出现的错误。例如：

num = 10 / 0

这段代码的语法是正确的，但是在运行时会出现ZeroDivisionError异常，因为在数学运算中，除数不能为 0。异常的出现会导致程序中断执行，如果不进行处理，程序就会崩溃并显示错误信息，这对于一个健壮的程序来说是不可接受的。

（二）常见异常类型列举

Python 中有许多不同类型的异常，每种异常都代表着不同的错误情况。下面为大家列举一些常见的异常类型：

ZeroDivisionError：除（或取模）零异常。就像上面提到的num = 10 / 0，当进行除法运算时，除数为 0 就会触发这个异常。

IndexError：索引超出范围异常。比如：

lst = [1, 2, 3]
print(lst[3])

这里列表lst只有 3 个元素，索引范围是 0 到 2，当尝试访问索引为 3 的元素时，就会引发IndexError异常。

KeyError：字典中查找一个不存在的键时触发的异常。示例如下：

d = {'a': 1, 'b': 2}
print(d['c'])

字典d中只有键'a'和'b'，当查找键'c'时，就会出现KeyError异常。

NameError：尝试访问一个不存在的变量时会触发此异常。例如：

print(nonexistent_var)

这里nonexistent_var变量没有被定义，运行时就会抛出NameError异常。

TypeError：不同类型间的无效操作异常。比如：

print(1 + "2")

整数和字符串不能直接相加，这种类型不匹配的操作会导致TypeError异常。

二、try - except 基础语法详解

（一）try 块

try块用于包裹可能出现异常的代码。当程序执行到try块时，会尝试执行其中的代码。如果在执行过程中没有发生异常，那么程序会跳过except块，继续执行try - except语句之后的代码。例如：

try:
    num = 10 + 5
    print(num)
except:
    print("发生异常")

在这个例子中，try块中的代码num = 10 + 5和print(num)不会引发异常，所以except块不会被执行，程序会正常输出结果15 。

（二）except 块

except块用于捕获并处理try块中发生的异常。它有多种使用方式，下面为大家详细介绍：

捕获特定类型异常：可以指定except捕获特定类型的异常。当try块中引发的异常类型与except指定的异常类型相匹配时，就会执行该except块中的代码。例如：

try:
    result = 10 / 0
except ZeroDivisionError:
    print("除数不能为零")

在这个例子中，try块中的10 / 0会引发ZeroDivisionError异常，由于except指定了捕获ZeroDivisionError异常，所以会执行except块中的代码，输出 “除数不能为零” 。

2. 捕获所有异常：使用except语句不带任何异常类型，或者使用except Exception as e可以捕获所有类型的异常。其中，Exception是所有内置异常的基类。e是异常对象，可以通过它获取异常的相关信息。例如：

try:
    num = int("abc")
    result = 10 / num
except Exception as e:
    print(f"发生异常: {e}")

在这个例子中，try块中的int("abc")会引发ValueError异常，因为无法将字符串"abc"转换为整数。由于使用了except Exception as e，所以可以捕获到这个异常，并输出异常信息，如 “发生异常: invalid literal for int () with base 10: 'abc'” 。不过，这种捕获所有异常的方式要谨慎使用，因为它可能会掩盖一些潜在的问题，不利于调试和定位错误。

3. 多 except 块：一个try块可以对应多个except块，用于捕获不同类型的异常，并进行相应的处理。当try块中发生异常时，Python 会按照except块的顺序依次匹配异常类型，一旦找到匹配的except块，就会执行该块中的代码，不再继续匹配后面的except块。例如：

try:
    num = input("请输入一个数字: ")
    num = int(num)
    result = 10 / num
    print(f"结果是: {result}")
except ValueError:
    print("输入的不是有效的数字")
except ZeroDivisionError:
    print("除数不能为零")

在这个例子中，首先尝试将用户输入转换为整数，如果输入不是有效的数字，会引发ValueError异常，此时会执行第一个except块中的代码，提示用户输入的不是有效的数字；如果输入是有效的数字，但为 0，会引发ZeroDivisionError异常，此时会执行第二个except块中的代码，提示除数不能为零。通过使用多个except块，可以使程序对不同类型的异常进行更细致的处理，提高程序的健壮性和用户体验。

三、try - except 进阶用法

（一）else 语句

在try - except结构中，还可以使用else语句。else块中的代码只有在try块中没有发生异常时才会执行。它为我们提供了一种将正常执行的代码与异常处理代码分离的方式，使代码结构更加清晰。其语法结构如下：

try:
    # 可能会抛出异常的代码
    pass
except SomeExceptionType:
    # 当try块中抛出SomeExceptionType类型的异常时执行的代码
    pass
else:
    # 当try块中的代码没有抛出异常时执行的代码
    pass

例如，在文件读取操作中，我们可以这样使用else语句：

try:
    file_name = "example.txt"
    with open(file_name, 'r') as file:
        content = file.read()
except FileNotFoundError:
    print(f"文件{file_name}不存在")
else:
    print(f"文件内容为:\n{content}")

在这个例子中，如果文件example.txt存在，try块中的代码会正常读取文件内容，由于没有发生异常，程序会接着执行else块中的代码，打印文件内容。如果文件不存在，try块会抛出FileNotFoundError异常，程序会跳转到except块，打印文件不存在的提示信息，此时else块不会被执行。通过这种方式，将文件读取成功后的处理逻辑放在else块中，与异常处理代码分开，提高了代码的可读性和可维护性。

（二）finally 语句

finally语句用于定义无论是否发生异常都要执行的代码块，通常用于资源清理操作，比如关闭文件、释放数据库连接等。它的语法结构如下：

try:
    # 可能会抛出异常的代码
    pass
except SomeExceptionType:
    # 当try块中抛出SomeExceptionType类型的异常时执行的代码
    pass
finally:
    # 无论是否发生异常都会执行的代码
    pass

例如，在文件操作中，无论文件读取是否成功，都需要关闭文件，以释放系统资源。可以使用finally语句来实现：

file = None
try:
    file = open("test.txt", "r")
    content = file.read()
    print(content)
except FileNotFoundError:
    print("文件不存在")
finally:
    if file:
        file.close()

在这个例子中，try块尝试打开并读取文件，如果文件不存在，会捕获FileNotFoundError异常并打印提示信息。无论是否发生异常，最终都会执行finally块中的代码，关闭文件。即使在try块或except块中使用了return语句，finally块中的代码仍然会执行。比如：

def read_file():
    file = None
    try:
        file = open("test.txt", "r")
        content = file.read()
        return content
    except FileNotFoundError:
        print("文件不存在")
    finally:
        if file:
            file.close()
result = read_file()
print(result)

在这个函数中，try块读取文件内容后使用return返回内容，但在返回之前，finally块中的代码会先执行，关闭文件。

再比如在数据库连接操作中，使用pymysql库连接 MySQL 数据库时，无论数据库操作是否成功，都需要关闭数据库连接以释放资源。示例如下：

import pymysql
def query_database():
    connection = None
    try:
        connection = pymysql.connect(host='localhost',
                                     user='your_username',
                                     password='your_password',
                                     database='your_database',
                                     port=3306,
                                     charset='utf8mb4')
        cursor = connection.cursor()
        sql = "SELECT * FROM your_table"
        cursor.execute(sql)
        results = cursor.fetchall()
        for row in results:
            print(row)
    except pymysql.Error as e:
        print(f"发生错误：{e}")
    finally:
        if connection:
            connection.close()
query_database()

在这个示例中，try块用于执行数据库查询操作，如果发生错误，except块捕获并处理异常。无论是否发生异常，finally块中的代码都会执行，关闭数据库连接，确保资源得到正确释放，避免资源泄漏等问题，提高程序的稳定性和可靠性。

四、try - except 实际应用场景

（一）文件操作

在进行文件操作时，经常会遇到各种异常情况，如文件不存在、权限不足等。使用try - except可以有效地处理这些异常，保证程序的稳定性。例如，在读取文件时：

try:
    with open('test.txt', 'r') as file:
        content = file.read()
        print(content)
except FileNotFoundError:
    print("文件不存在")
except PermissionError:
    print("权限不足，无法读取文件")

在这个例子中，try块尝试打开并读取test.txt文件。如果文件不存在，会引发FileNotFoundError异常，except块会捕获该异常并打印 “文件不存在”；如果没有读取文件的权限，会引发PermissionError异常，except块会捕获并打印 “权限不足，无法读取文件” 。

再比如，在写入文件时：

try:
    with open('output.txt', 'w') as file:
        file.write("这是写入的内容")
except PermissionError:
    print("权限不足，无法写入文件")
except Exception as e:
    print(f"写入文件时发生错误: {e}")

这里try块尝试打开output.txt文件并写入内容。如果没有写入权限，会捕获PermissionError异常；如果发生其他异常，会捕获Exception异常，并打印错误信息，通过这种方式，使文件操作更加健壮，避免因异常导致程序崩溃。

（二）网络请求

在进行网络请求时，由于网络环境的不确定性，可能会出现各种异常，如请求超时、HTTP 错误、连接错误等。以使用requests库发送 HTTP 请求为例，来看如何处理这些异常：

import requests
try:
    response = requests.get('https://example.com', timeout=5)
    response.raise_for_status()  # 检查HTTP状态码，如果不是200，会引发HTTPError异常
    print(response.text)
except requests.Timeout:
    print("请求超时")
except requests.HTTPError as e:
    print(f"HTTP错误: {e}")
except requests.ConnectionError:
    print("连接错误")
except requests.RequestException as e:
    print(f"请求发生异常: {e}")

在这个例子中，try块使用requests.get方法发送 HTTP 请求，并设置超时时间为 5 秒。如果请求超时，会引发requests.Timeout异常，except块捕获并打印 “请求超时”；response.raise_for_status()用于检查 HTTP 状态码，如果状态码不是 200（如 404、500 等），会引发requests.HTTPError异常，except块捕获并打印 HTTP 错误信息；如果发生连接错误，会引发requests.ConnectionError异常，except块捕获并打印 “连接错误”；requests.RequestException是requests库中所有异常的基类，如果发生其他与请求相关的异常，会捕获requests.RequestException异常，并打印异常信息。通过这样的异常处理机制，可以使网络请求更加可靠，即使遇到异常情况，也能给用户提供友好的提示，而不是让程序直接崩溃。

（三）用户输入验证

在获取用户输入时，用户可能会输入不符合预期的数据，从而导致程序出现异常。使用try - except可以捕获这些异常，进行相应的处理。例如，要求用户输入一个整数，然后进行除法运算：

try:
    num = input("请输入一个整数: ")
    num = int(num)
    result = 10 / num
    print(f"结果是: {result}")
except ValueError:
    print("输入的不是有效的整数")
except ZeroDivisionError:
    print("除数不能为零")

在这个例子中，try块首先获取用户输入，并尝试将其转换为整数。如果用户输入的不是有效的整数，会引发ValueError异常，except块捕获并打印 “输入的不是有效的整数”；如果用户输入的整数为 0，在进行除法运算时会引发ZeroDivisionError异常，except块捕获并打印 “除数不能为零” 。通过这种方式，可以对用户输入进行有效的验证和处理，提高程序的健壮性和用户体验。

（四）数据库操作

在进行数据库操作时，也可能会遇到各种异常，如连接失败、SQL 语法错误等。以使用pymysql库连接 MySQL 数据库为例，来看如何处理这些异常：

import pymysql
try:
    connection = pymysql.connect(host='localhost',
                                 user='your_username',
                                 password='your_password',
                                 database='your_database',
                                 port=3306,
                                 charset='utf8mb4')
    cursor = connection.cursor()
    sql = "SELECT * FROM your_table"
    cursor.execute(sql)
    results = cursor.fetchall()
    for row in results:
        print(row)
except pymysql.Error as e:
    print(f"数据库操作发生错误: {e}")
finally:
    if connection:
        connection.close()

在这个例子中，try块尝试连接 MySQL 数据库，并执行 SQL 查询语句。如果连接数据库失败或执行 SQL 语句时发生错误，会引发pymysql.Error异常，except块捕获并打印错误信息；无论是否发生异常，finally块中的代码都会执行，关闭数据库连接，释放资源，确保程序的稳定性和资源的正确管理。

五、异常处理的注意事项

（一）避免过度捕获异常

在使用try - except时，要注意避免过度捕获异常。虽然使用except Exception或except（不带异常类型）可以捕获所有异常，但这可能会隐藏真正的错误，给调试和定位问题带来困难。例如：

try:
    result = 10 / int(input("请输入一个数字: "))
    print(f"结果是: {result}")
except:
    print("出现了一些问题")

在这个例子中，无论输入是什么导致的异常，都会被捕获并打印 “出现了一些问题”。这使得我们无法得知具体是输入不是数字引发的ValueError，还是输入为 0 引发的ZeroDivisionError等。如果在后续维护中，需要根据不同的异常进行不同的处理，这种宽泛的异常捕获方式就会带来很大的麻烦。所以，应尽量精确地捕获特定类型的异常，这样可以更有针对性地处理问题，同时也方便调试和维护。

（二）合理使用异常处理

不要用异常处理替代正常的逻辑判断。异常处理机制的设计初衷是处理程序运行时出现的意外情况，而不是用于替代常规的条件判断逻辑。因为异常处理的开销相对较大，频繁地使用异常处理会影响程序的性能。例如，在检查一个文件是否存在时，有两种方式：

方式一：使用正常的逻辑判断

import os
file_name = "test.txt"
if os.path.exists(file_name):
    with open(file_name, 'r') as file:
        content = file.read()
        print(content)
else:
    print(f"文件{file_name}不存在")

方式二：使用异常处理

try:
    with open("test.txt", 'r') as file:
        content = file.read()
        print(content)
except FileNotFoundError:
    print("文件不存在")

在这个场景中，使用os.path.exists进行文件是否存在的判断是更合适的做法，它的逻辑清晰，性能也更好。而使用异常处理虽然也能达到目的，但在文件存在的正常情况下，异常处理的开销是不必要的。只有当我们无法预先判断某个操作是否会出现异常，或者异常情况确实是不可预见的意外时，才应该使用异常处理机制。比如在进行网络请求时，由于网络的不确定性，我们很难提前判断请求是否会成功，这时使用异常处理来捕获可能出现的异常就是合理的。

动动小手 !!!

来说两句吧