第6章 6.1 try/except/finally 异常处理

🎯 开场：程序也会"生病"

上一章我们学会了用 JSON/CSV/YAML 这些格式存数据、取数据，手里终于有了"数据瑞士军刀"。但你有没有遇到过这种情况——

# 你的代码
data = open("不存在的文件.txt", "r", encoding="utf-8")
content = data.read()
print(content)

运行结果：

FileNotFoundError: [Errno 2] No such file or directory: '不存在的文件.txt'

程序直接崩溃，红字一片。这感觉就像你信心满满去超市买菜，结果到了发现超市倒闭了——白跑一趟。

痛点来了：
1. 用户输入了一个不存在的文件路径，程序直接炸了
2. 网络请求超时，程序直接挂掉
3. 读取的数据格式不对，整段代码都废掉

这章学完，你能：给程序穿上"防护服"，让它在出错时不是崩溃而是优雅地处理。就像超市倒闭了你还能去隔壁菜市场，而不是站在原地干瞪眼。

🧱 基础：异常处理的三个金刚

异常处理是什么？

类比时间： 就像开车系安全带。正常情况下你不需要它，但万一出事，它能保命。异常处理就是程序的"安全带"。

1. try...except：捕获异常

try:
# 尝试执行这段代码
result = 10 / 0  # 这行会出错
except ZeroDivisionError:
# 如果出错了，执行这段
print("糟糕，除数不能是0！")

输出：

糟糕，除数不能是0！

说白了： try 就是"试试这段代码能不能跑"，except 就是"跑砸了怎么办"。

2. except 多种异常：分别处理

try:
# 尝试执行
num = int(input("输入一个数字："))  # 用户可能输入"abc"
result = 100 / num
except ValueError:
print("喂，我说的是数字！")
except ZeroDivisionError:
print("除数不能是0，知道吗？")

用户输入 abc：

输入一个数字：abc
喂，我说的是数字！

用户输入 0：

输入一个数字：0
除数不能是0，知道吗？

注意！ 异常类型是有层级的，比如 FileNotFoundError 是 OSError 的子类。如果你写成：

except OSError:
print("文件操作出错")
except FileNotFoundError:
print("文件找不到")  # 这行永远执行不到！

第二个 except 永远不会被触发，因为 FileNotFoundError 已经被前面的 OSError 捕获了。

3. except 带变量：拿到错误信息

try:
with open("data.json", "r", encoding="utf-8") as f:
    data = json.load(f)
except FileNotFoundError as e:
print(f"文件不存在：{e}")
except json.JSONDecodeError as e:
print(f"JSON格式不对：{e}")

as e 的意思是"把错误对象取个名字叫 e"，这样你就能看到具体是什么错。

4. else：不出错才执行

try:
result = 10 / 2
except ZeroDivisionError:
print("出错了")
else:
print(f"计算成功，结果是 {result}")

输出：

计算成功，结果是 5.0

什么时候用？ 当你想区分"成功执行"和"异常处理"两种情况时。

5. finally：无论如何都执行

try:
file = open("test.txt", "r", encoding="utf-8")
content = file.read()
except FileNotFoundError:
print("文件不存在")
finally:
# 不管出没出错，这段都会执行
print("无论怎样，程序跑完了")

重点！ finally 最常用的场景是关闭文件、释放连接等"清理工作"。

# 推荐写法：with 自动关闭文件，但 finally 适合更通用的场景
try:
result = 10 / 0
except ZeroDivisionError:
print("出错了")
finally:
print("清理资源...")

6. raise：主动抛出异常

有时候不是你踩坑了，而是你主动告诉别人"这里有问题"。

def divide(a, b):
if b == 0:
    raise ValueError("除数不能是0！")
return a / b

try:
result = divide(10, 0)
except ValueError as e:
print(f"捕获到错误：{e}")

输出：

捕获到错误：除数不能是0！

类比： raise 就像是机场安检，发现可疑物品直接拦下来，而不是让飞机起飞后才发现问题。

🔥 实战：3 个小项目

项目 1：计算器（5 分钟）

def safe_divide(a, b):
"""安全的除法运算"""
try:
    result = a / b
except ZeroDivisionError:
    return "错误：除数不能是0"
except TypeError:
    return "错误：请输入数字"
else:
    return f"结果：{result}"

# 测试
print(safe_divide(10, 2))
print(safe_divide(10, 0))
print(safe_divide(10, "2"))

输出：

结果：5.0
错误：除数不能是0
错误：请输入数字

一句话解释： 用 try/except 把除法包起来，出了问题返回错误提示而不是崩溃。

项目 2：读取 CSV 文件并计算（15 分钟）

从 CSV 文件读取销售数据，计算总额并处理各种错误。

import csv

def calculate_sales(file_path):
"""读取CSV文件并计算销售总额"""
total = 0
errors = []

try:
    with open(file_path, "r", encoding="utf-8") as f:
        reader = csv.DictReader(f)
        for row_num, row in enumerate(reader, 1):
            try:
                # 尝试把数量和单价转成数字
                quantity = float(row["数量"])
                price = float(row["单价"])
                total += quantity * price
            except KeyError as e:
                errors.append(f"第{row_num}行：缺少字段 {e}")
            except ValueError as e:
                errors.append(f"第{row_num}行：数据格式错误 {e}")
except FileNotFoundError:
    return f"错误：文件 '{file_path}' 不存在"
except PermissionError:
    return f"错误：没有权限读取 '{file_path}'"

# 打印错误信息
if errors:
    print("处理过程中的错误：")
    for err in errors:
        print(f"  - {err}")

return f"销售总额：{total:.2f} 元"

# 先创建一个测试文件
with open("sales.csv", "w", encoding="utf-8") as f:
f.write("商品,数量,单价\n")
f.write("苹果,10,3.5\n")
f.write("香蕉,5,2.0\n")
f.write("西瓜,错误数据,8.0\n")  # 这行会出错

# 运行
print(calculate_sales("sales.csv"))

输出：

处理过程中的错误：
- 第3行：数据格式错误 could not convert string to float: '错误数据'
销售总额：45.00 元

一句话解释： 用嵌套的 try/except 处理行级别的错误，同时用外层 try/except 处理文件级别的错误。

项目 3：命令行待办清单（15 分钟）

一个带异常处理的待办清单工具，支持从文件读取、保存到文件。

import json
import os


TODO_FILE = "todos.json"

def load_todos():
"""加载待办清单"""
try:
    with open(TODO_FILE, "r", encoding="utf-8") as f:
        return json.load(f)
except FileNotFoundError:
    return []  # 文件不存在，返回空清单
except json.JSONDecodeError:
    print("警告：文件损坏，将创建新清单")
    return []

def save_todos(todos):
"""保存待办清单"""
try:
    with open(TODO_FILE, "w", encoding="utf-8") as f:
        json.dump(todos, f, ensure_ascii=False, indent=2)
except PermissionError:
    print("错误：没有写入权限")
    return False
return True

def add_todo(todos, task):
"""添加待办事项"""
if not task or not task.strip():
    raise ValueError("任务不能为空")
todos.append({"task": task.strip(), "done": False})
return todos

def complete_todo(todos, index):
"""标记完成"""
try:
    todos[index]["done"] = True
except IndexError:
    raise IndexError(f"任务 {index} 不存在")

def list_todos(todos):
"""显示待办清单"""
if not todos:
    print("清单是空的，添加一个吧！")
    return

for i, todo in enumerate(todos):
    status = "✓" if todo["done"] else "○"
    print(f"{i}. [{status}] {todo['task']}")

def main():
todos = load_todos()

print("=== 待办清单工具 ===")
print("命令：add <任务> / done <编号> / list / quit")

while True:
    try:
        cmd = input("\n请输入命令：").strip()
        if not cmd:
            continue

        if cmd == "quit":
            if save_todos(todos):
                print("再见！清单已保存")
            break
        elif cmd == "list":
            list_todos(todos)
        elif cmd.startswith("add "):
            task = cmd[4:]
            todos = add_todo(todos, task)
            print(f"已添加：{task}")
        elif cmd.startswith("done "):
            index = int(cmd[5:]) - 1  # 用户看到的是1开始的编号
            complete_todo(todos, index)
            print(f"已完成：{todos[index]['task']}")
        else:
            print("未知命令，有效命令：add, done, list, quit")

    except ValueError as e:
        print(f"输入错误：{e}")
    except IndexError as e:
        print(f"编号错误：{e}")

if __name__ == "__main__":
main()

示例运行：

=== 待办清单工具 ===
命令：add <任务> / done <编号> / list / quit

请输入命令：add 买牛奶
已添加：买牛奶

请输入命令：add 写周报
已添加：写周报

请输入命令：list
0. [○] 买牛奶
1. [○] 写周报

请输入命令：done 1
已完成：买牛奶

请输入命令：list
0. [✓] 买牛奶
1. [○] 写周报

请输入命令：quit
再见！清单已保存

一句话解释： 用异常处理保护文件读写和用户输入，让程序在各种出错情况下都能优雅应对。

💪 进阶：常见坑 + 小贴士

坑 1：裸 except 捕获所有异常

# ❌ 错误：这样会隐藏所有错误，包括 KeyboardInterrupt
try:
result = 10 / 0
except:
print("出错了")

# ✅ 正确：明确指定要捕获的异常类型
try:
result = 10 / 0
except ZeroDivisionError:
print("出错了")

坑 2：except 顺序写错

# ❌ 错误：父类在前，子类永远捕获不到
try:
result = 10 / 0
except Exception:
print("捕获了所有异常")
except ZeroDivisionError:
print("这段永远不会执行")

# ✅ 正确：子类在前，父类在后
try:
result = 10 / 0
except ZeroDivisionError:
print("专门处理除零")
except Exception:
print("处理其他异常")

坑 3：try/except/else/finally 混用时的执行顺序

try:
print("1. try 开始")
# raise ValueError("故意的")
print("2. try 结束")
except:
print("3. except 执行")
else:
print("4. else 执行（仅在try成功时）")
finally:
print("5. finally 总是执行")

正常情况输出：

1. try 开始
2. try 结束
4. else 执行（仅在try成功时）
5. finally 总是执行

有异常时输出：

1. try 开始
3. except 执行
5. finally 总是执行

坑 4：异常被吞掉

# ❌ 错误：捕获后什么都没做
try:
result = 10 / 0
except ZeroDivisionError:
pass  # 悄悄忽略错误

# ✅ 正确：至少记录日志
try:
result = 10 / 0
except ZeroDivisionError:
print("发生除零错误，已记录")
# 或者记录到日志文件

坑 5：文件操作没用 with

# ❌ 错误：忘记关闭文件
try:
file = open("data.txt", "r")
content = file.read()
except:
print("出错了")
# 如果这里出错，file 永远不会关闭

# ✅ 正确：用 with 自动管理
try:
with open("data.txt", "r") as file:
    content = file.read()
except:
print("出错了")
# with 会自动关闭文件，即使出错也不怕

调试技巧：traceback 模块

import traceback

try:
result = 10 / 0
except Exception:
# 打印完整的错误堆栈
traceback.print_exc()
# 或者获取字符串
error_info = traceback.format_exc()
print(f"错误详情：{error_info}")

✏️ 练习题

练习 1（2 分钟）：抄改计算器
- 输入：safe_divide(20, 4)
- 预期输出：结果：5.0
- 提示：直接调用项目1的函数

练习 2（2 分钟）：加个判断
- 在项目1的 safe_divide 中，如果结果大于10，返回 "结果大于10"
- 预期输出：safe_divide(15, 1) → "结果大于10"
- 提示：在 else 分支里加 if 判断

练习 3（3 分钟）：读取新CSV
- 用项目2的方法处理以下数据：

名称,数量,单价
书本,3,45.5
铅笔,10,2.0

预期输出：销售总额：156.50 元
提示：创建新CSV文件，调用 calculate_sales

练习 4（3 分钟）：串起两个项目
- 把项目2的CSV计算功能和项目3的保存功能结合
- 实现：从CSV读取数据，计算总额，保存结果到新文件
- 提示：两个函数的返回值都是字符串，可以直接写文件

练习 5（5 分钟）：分析报错
- 运行以下代码，分析为什么会报错：

try:
data = {"name": "小明", "age": 20}
print(data["score"])
except KeyError:
print("KeyError")
except Exception:
print("Exception")

预期输出：分析原因
提示：看最后执行的是哪个 except

作业：做一个「数据验证工具」

做一个命令行工具，验证用户输入的数据是否符合规则：

需求：提示用户输入姓名、年龄、邮箱，验证通过后保存到JSON文件
功能点：
1. 用 try/except 处理各种输入错误
2. 用 raise 主动抛出验证失败
3. 用 finally 确保程序结束时打印"验证完成"
4. 数据保存用 JSON 格式
加分项：
1. 支持多次输入直到验证通过
2. 把验证规则写成单独的函数
验收标准：输入错误时提示友好，不崩溃；正确数据能保存到文件
提交方式：评论区贴代码

📚 总结

这章学了3个核心点：
1. try/except 是程序的"安全带"，让崩溃变成友好提示
2. else 处理成功情况，finally 处理清理工作
3. raise 可以主动告诉别人"这里有问题"

延伸学习：
- 官方文档：https://docs.python.org/3/tutorial/errors.html
- 书籍：《Python编程：从入门到实践》第9章
- 视频：B站「Python异常处理」相关教程

互动钩子： 你在写代码时遇到过什么奇葩崩溃？是用 try/except 解决的还是在评论区聊聊，老粉优先回复！

下一章我们要聊的是自定义异常——Python 内置的异常不够用时，怎么造自己的"专属异常"？敬请期待！

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第6章 6.1 try/except/finally 异常处理

第6章 6.1 try/except/finally 异常处理

🎯 开场：程序也会"生病"

🧱 基础：异常处理的三个金刚

异常处理是什么？

1. try...except：捕获异常

2. except 多种异常：分别处理

3. except 带变量：拿到错误信息

4. else：不出错才执行

5. finally：无论如何都执行

6. raise：主动抛出异常

🔥 实战：3 个小项目

项目 1：计算器（5 分钟）

项目 2：读取 CSV 文件并计算（15 分钟）

项目 3：命令行待办清单（15 分钟）

💪 进阶：常见坑 + 小贴士

坑 1：裸 except 捕获所有异常

坑 2：except 顺序写错

坑 3：try/except/else/finally 混用时的执行顺序

坑 4：异常被吞掉

坑 5：文件操作没用 with

调试技巧：traceback 模块

✏️ 练习题

📚 总结

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第1章 1.3 字符串与 f-string 格式化

第6章 6.1 try/except/finally 异常处理

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🧱 基础：异常处理的三个金刚

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1. try...except：捕获异常

2. except 多种异常：分别处理

3. except 带变量：拿到错误信息

4. else：不出错才执行

5. finally：无论如何都执行

6. raise：主动抛出异常

🔥 实战：3 个小项目

项目 1：计算器（5 分钟）

项目 2：读取 CSV 文件并计算（15 分钟）

项目 3：命令行待办清单（15 分钟）

💪 进阶：常见坑 + 小贴士

坑 1：裸 except 捕获所有异常

坑 2：except 顺序写错

坑 3：try/except/else/finally 混用时的执行顺序

坑 4：异常被吞掉

坑 5：文件操作没用 with

调试技巧：traceback 模块

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