Python异常处理机制详解：从基础到自定义

叶初

发布时间：2026-10-15| 5人浏览过

原创

本文系统讲解Python中的异常处理机制，涵盖常见内置异常类型、try-except-else-finally完整语法结构、多分支与万能异常Exception的使用，以及通过raise语句抛出异常和创建自定义异常类的方法。同时介绍assert断言在条件检查中的应用，帮助开发者编写更健壮的代码。

一、什么是异常

在Python中，错误会触发相应的异常对象。

二、异常的种类

Python使用不同的异常类型来标识各类错误，每种异常对应一种具体的错误情况。

1、常用异常类

AttributeError：尝试访问对象不存在的属性，例如执行foo.x，但对象foo并未定义x属性。
IOError：输入/输出操作异常，通常表现为无法打开文件。
ImportError：无法导入模块或包，通常由路径错误或模块名称拼写错误引起。
IndentationError：语法错误的子类，表示代码缩进不正确。
IndexError：序列索引超出边界，例如列表x仅有三个元素，却尝试访问x[5]。
KeyError：尝试访问字典中不存在的键。
KeyboardInterrupt：用户按下Ctrl+C中断程序执行。
NameError：访问未赋值的变量。
SyntaxError：Python代码语法非法，导致无法编译（通常因代码书写错误引起）。
TypeError：传入的对象类型与函数或操作要求不符。
UnboundLocalError：尝试访问尚未设置的局部变量，通常是因为存在同名全局变量导致混淆。
ValueError：传入的值类型正确，但数值不符合调用者的期望。

2、异常举例：

# TypeError:int类型不可迭代
for i in 3:
    pass

# ValueError
num=input(">>: ") #输入hello
int(num)

# NameError
aaa

# IndexError
l=['egon','aa']
l[3]

# KeyError
dic={'name':'egon'}
dic['age']

# AttributeError
class Foo:pass
Foo.x

# ZeroDivisionError:无法完成计算
res1=1/0
res2=1+'str'

三、异常处理

1、基本语法try...except

try:
    被检测的代码块
except 异常类型：
    try中一旦检测到异常，就执行这个位置的逻辑

示例代码展示基本的异常捕获流程。

try:
    f = [ 'a', 'a', 'a','a','a', 'a','a',]
    g = (line.strip() for line in f) #元组推导式
    print(next(g))
    print(next(g))
    print(next(g))
    print(next(g))
    print(next(g))
except StopIteration:
    f.close()

异常类仅能处理指定的异常情况，若发生非指定异常，则无法被当前except块捕获。

s1 = 'hello'
try:
    int(s1)
except IndexError as e:  # 未捕获到异常，程序直接报错
    print(e)

2、多分支异常 except..except与万能异常：Exception

s1 = 'hello'
try:
    int(s1)
except IndexError as e:
    print(e)
except KeyError as e:
    print(e)
except ValueError as e:
    print(e)
except Exception as e:
    print(e)

3、try/except...else

try/except语句包含一个可选的else子句，该子句必须置于所有except子句之后。

当try子句执行过程中未发生任何异常时，else子句中的代码将被执行。

for arg in sys.argv[1:]:
    try:
        f = open(arg, 'r')
    except IOError:
        print('cannot open', arg)
    else:
        print(arg, 'has', len(f.readlines()), 'lines')
        f.close()

4、异常的最终执行finally

try-finally语句无论是否发生异常，finally块中的代码始终会执行。

定义清理行为：

s1 = 'hello'
try:
    int(s1)
except IndexError as e:
    print(e)
except KeyError as e:
    print(e)
except ValueError as e:
    print(e)
#except Exception as e:
#    print(e)
else:
    print('try内代码块没有异常则执行我')
finally:
    print('无论异常与否，都会执行该模块，通常是进行清理工作')

#invalid literal for int() with base 10: 'hello'

#无论是否发生异常，该模块代码都会执行，通常用于资源清理工作。

四、抛出异常raise

Python使用raise语句主动抛出一个指定的异常。

raise语法的格式如下：

raise [Exception [, args [, traceback]]]

try:
    raise TypeError('抛出异常，类型错误')
except Exception as e:
    print(e)

raise后跟随的唯一参数指定了要抛出的异常，该参数必须是异常类的实例或异常类本身（即Exception的子类）。

如果仅需确认异常是否被抛出而不打算处理，可使用简单的raise语句将当前异常再次抛出。

try:
        raise NameError('HiThere')
    except NameError:
        print('An exception flew by!')
        raise
   
#An exception flew by!
#Traceback (most recent call last):
#  File "", line 2, in ?
#NameError: HiThere

五、自定义异常

可以通过创建新的异常类来自定义异常。异常类应继承自Exception类，支持直接继承或间接继承，例如：

在此示例中，Exception类的默认__init__()方法被重写。

class EgonException(Exception):
    def __init__(self, msg):
        self.msg = msg

    def __str__(self):
        return self.msg


try:
    raise EgonException('抛出异常，类型错误')
except EgonException as e:
    print(e) 

#抛出异常，类型错误

基础异常类

当创建可能抛出多种异常的模块时，通常的做法是建立基础异常类，并基于该类派生出针对不同错误情况的子类：

大多数异常名称以"Error"结尾，这与标准异常命名规范一致。

class Error(Exception):
    """Base class for exceptions in this module."""
    pass
 
class InputError(Error):
    """Exception raised for errors in the input.
 
    Attributes:
        expression -- input expression in which the error occurred
        message -- explanation of the error
    """
 
    def __init__(self, expression, message):
        self.expression = expression
        self.message = message
 
class TransitionError(Error):
    """Raised when an operation attempts a state transition that's not
    allowed.
 
    Attributes:
        previous -- state at beginning of transition
        next -- attempted new state
        message -- explanation of why the specific transition is not allowed
    """
 
    def __init__(self, previous, next, message):
        self.previous = previous
        self.next = next
        self.message = message

六、断言assert

assert（断言）用于验证表达式，当表达式条件为false时触发异常。

断言可在程序运行条件不满足时直接报错，无需等待程序崩溃。

语法格式如下：

assert expression

其等价于：

if not expression:
    raise AssertionError

assert后也可紧跟参数：

assert expression [, arguments]

其等价于：

if not expression:
    raise AssertionError(arguments)

以下实例判断当前系统是否为Linux，若不满足条件则直接触发异常，后续代码不再执行：

import sys
assert ('linux' in sys.platform), "该代码只能在 Linux 下执行"
# 接下来要执行的代码

# Traceback (most recent call last):
#    File "C:/PycharmProjects/untitled/run.py", line 2, in 
#      assert ('linux' in sys.platform), "该代码只能在 Linux 下执行"
#  AssertionError: 该代码只能在 Linux 下执行

到此这篇关于Python异常处理的文章就介绍到这了。希望对大家的学习有所帮助，也希望大家多多支持本站。