92、Python之异常:异常的概念及异常处理机制

南宫理的日志录 2024-11-14 07:31:25
引言

在Python的编程实践中,异常处理是一个非常重要的主题。

异常指的是程序在运行过程中可能出现的错误或者意外情况,合理地处理这些异常可以提高程序的健壮性和用户体验。

本文将详细介绍一下Python中的异常的概念和异常处理机制。

本文的主要内容有:

1、异常的概念

2、异常的分类

3、异常的处理机制

异常的概念

所谓异常,是指程序在执行的过程中发生的错误或者意外情况,它们会中断程序的正常执行流程。

在Python中一切皆对象,异常自然也不例外。在Python中所有的异常都继承自BaseException类。

此外,Exception也是一个比较常见的异常对象,它是所有非致命异常的父类:

异常的分类

关于异常,其实有很多种不同的分类方式,这里,我们简单介绍比较重要的两种分类方式。

1、异常的来源

从异常的来源的角度,可以把异常分为内置异常和用户自定义异常。

1)内置异常(Built-in Exceptions):Python中自带的异常类型,用于处理程序中通用的常见的错误。

2)用户自定义异常(User-defined Exceptions):开发者根据具体的业务场景需要,自行定义的异常类型。

这是最常见的一种分类方法。

2、异常的严重程度

从异常的严重程度,可以把异常分为非致命性异常和致命性异常。

1)非致命性异常(non-exit Exceptions):需要说明的是,non-exit异常,并不是一个标准的专业术语,它通常指的是那些不会导致程序立即停止执行(非致命)的异常。这类异常可以被捕获和处理,从而使得程序能够继续执行下去。一般而言,这些异常包括各种运行时异常(Runtime Exceptions),如IndexError、KeyError等。

2)致命性异常(exit Exceptions):与non-exit的概念相对,指的是那些会导致程序立即停止运行的异常。通常,这些程序是致命性的(Fatal),它们通常无法通过常规的异常处理机制(try-except结构)来使程序恢复执行。理解这类异常有助于编写更加健壮的程序,并且在设计应用时能够更好地应对各种突发状况。这种异常通常需要在架构设计方面,采用冗余策略,实现容错机制。

异常的处理机制

在Python中,针对non-exit异常,主要是通过try...except...else...finally语法结构的各种组合,来实现这类异常的处理。

try语句块:负责对可能产生异常的语句块进行包裹、测试

except语句块:当try语句块中发生异常时,会自动跳转到except语句块,进入相应捕获的异常类型进行对应的异常处理操作,如果异常没有被正确捕获,则会击穿,向更高层的语法结构抛出当前异常对象,直至最终终止程序的执行。

else语句块:如果try语句块中没有发生异常,则会跳转到else语句块来执行相应的无异常时的处理逻辑。

finally语句块:无论是否发生异常,最终都会执行该语句块,通常执行一些必须执行的操作,比如资源的释放和清理操作。

通过代码简单验证一下non-exit异常的处理机制:

当前,b = 0,会触发ZeroDivisionError异常,程序执行结果:

当我们把b 赋值为 2(任意一个非0的数字),则程序执行结果如下:

从这两个执行结果,可以验证我们上面所介绍的各个语句块的执行逻辑。

需要说明的是,在进行异常捕获时,并不一定需要把4个语句块写完整,而且,可以根据需要写多个except语句块。具体使用可以根据需求场景来自行组合实现。

此外,针对exit异常,虽然通常难以使用上面的常规异常处理机制,还是有一些策略来帮助进行预防和减轻它们的影响的:

1、内存管理:

1)优化代码,避免不必要的大量数据操作。

2)使用前面我们介绍过的迭代器和生成器来减少内存的占用。

3)定期进行内存清理和回收。

2、控制递归深度:

1)确保递归函数有终止条件。

2)使用循环对尾递归或者过深的递归进行改造。

3、有效使用断言:

1)在开发和测试阶段使用断言来捕获潜在的问题,但是在生产环境中避免使用。

2)使用单元测试和其他测试方法来确保代码的正确性。

4、捕获和处理SystemExit:

在需要明确终止程序时,使用sys.exit(),但在大多数情况下避免捕获SystemExit,以便程序能够正常退出。

总结

本文首先介绍了Python中异常的概念,然后介绍了Python中异常的两种分类,最后介绍了在Python中通过try...except...else...finally进行非致命异常的处理机制,以及应对致命异常的一些策略。

以上就是本文的全部内容了,希望对您有所帮助。

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