异常处理是在编程中为了避免因为错误而导致程序奔溃的情况，提高程序的健壮性而实现的一种错误保障机制。在Python中异常处理机制是通过try、except等关键字来实现，在编程过程中，可以将发生可能发生错误的代码放到try代码块中，一旦程序执行出现了异常之后，就会跳转到except代码块中进行处理。基本的操作语法如下所示。

try:
    # 可能发生异常的代码
except 异常类型1:
    # 异常类型1的处理代码
except 异常类型2:
    # 异常类型2的处理代码
else:
    # 如果没有发生异常，执行此代码块
finally:
    # 无论是否发生异常，都会执行的代码块

下面我们就来介绍一下这些关键字的含义，如下所示。

try

这是用来标记可能会发生异常的代码块。如果在该代码块中的任意的执行逻辑中出现了异常，那么程序就会立即跳转到相应的 except块中进行异常处理。

except

这个关键字主要是用来标记捕获和处理异常的逻辑。可以指定需要捕获的某个特定类型的异常，也可以不指定异常类表示获取所有可能的异常。

else

如果 try代码块中的代码没有抛出异常，那么就会执行这段代码块中的内容，需要注意的是，这个代码块是可选的，可以有也可以没有根据需求而定。

finally

与其他语言类似Python中的finally代码块也是无论是否发生异常都会执行的代码块，一般就是用来清理资源释放内存等等，例如关闭文件连接、关闭网络连接等等。与else类似，这个代码块也是可选的。

异常示例

捕获单个异常

如下所示，下面我们就来介绍一下异常机制的具体使用。

try:
    num = int(input("请输入一个数字: "))
except ValueError:
    print("输入无效，请输入一个有效的数字！")

在这段代码中，如果用户输入的不是一个数字，例如用户输入了一个字母或者是字符串，那么程序就会捕获到ValueError异常，并且输出相应的提示内容。

捕获多个异常

上面我们展示了捕获单个异常的情况，下面我们来介绍一下捕获多个异常的情况，如下所示。

try:
    x = 10 / 0
except (ZeroDivisionError, ValueError) as e:
    print(f"发生异常: {e}")

在上面的代码中，捕获了ZeroDivisionError 和 ValueError 两种异常，也就是说如果在程序执行的过程中，任意发生了其中的一种异常那么就会触发except代码块中的内容。

捕获所有异常

如下所示展示一下，如何通过异常捕获机制捕获所有可能的异常。

try:
    a = 10 / 0
except Exception as e:
    print(f"发生异常: {e}")

我们可以通过Exception类来捕获所有类型的异常，一般情况下，我们不推荐使用所有的异常处理，除非需要对异常处理进行掩饰。

else块的使用

如果在没有发生异常的情况下，else块中的代码就会被执行，如下所示，如果用户输入了数字那么else中的代码就会被打印，否则就会抛出异常。

try:
    num = int(input("请输入一个数字: "))
except ValueError:
    print("输入无效，必须输入一个数字！")
else:
    print(f"您输入的数字是: {num}")

finally块的使用

根据上面我们提到的不管程序是否发生异常finally中的代码都会被执行，用来完成一些资源释放和资源清理工作，如下所示，在执行文件操作完成之后用来进行文件关闭操作。

try:
    file = open("example.txt", "r")
    # 其他文件操作
except FileNotFoundError:
    print("文件未找到！")
finally:
    file.close()
    print("文件已关闭。")

自定义异常

除了可以捕获系统自带的异常之外，Python中也允许用户来捕获自定义的异常处理类，我们可以通过继承Exception类来创建自定义的异常类型，如下所示。

class MyCustomError(Exception):
    def __init__(self, message):
        super().__init__(message)
        self.message = message

try:
    raise MyCustomError("这是一个自定义的异常！")
except MyCustomError as e:
    print(f"捕获到自定义异常: {e}")

异常链路

在有些情况下，可能需要我们在异常处理的过程中明确其他的异常处理，也就是需要实现异常处理的嵌套，在Python中我们可以通过raise语句和from关键字来实现异常的嵌套处理，如下所示。

try:
    try:
        x = 10 / 0
    except ZeroDivisionError as e:
        raise ValueError("发生了除零错误") from e
except ValueError as e:
    print(f"捕获到异常: {e}")
    print(f"原始异常: {e.__cause__}")

在上面的例子中，ValueError 异常是在 ZeroDivisionError 异常的基础上抛出的，所以就可以通过 from 关键字可以显示地指明异常链。

提到异常链路就不得不提异常的继承，在Python中所有的异常都是继承自BaseException异常处理类，比较常见的异常有如下的一些。

• Exception: 所有标准异常的基类。
• ArithmeticError: 数学计算相关的错误基类。
• ZeroDivisionError: 除零错误。
• OverflowError: 数值超出范围错误。
• ValueError: 当传给函数的参数类型正确，但值不合适时抛出。
• TypeError: 类型错误。
• FileNotFoundError: 文件未找到错误。
• IndexError: 列表索引越界错误。
• KeyError: 字典中没有该键的错误。

总结

异常处理是用来避免程序奔溃的有效手段之一，通过合理的异常设置可以提高程序的健壮性的同时，在程序出错的时候可以清楚的知道是什么错误方便开发者能够快速高效的解决异常处理问题。