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07 错误回收机制

错误处理是编程中不可或缺的部分，能够帮助程序在出现异常时优雅地处理问题，而不是直接崩溃。Python 提供了 try 和 except 语句来实现这一功能。

基本语法结构

try 块包含可能引发异常的代码，except 块则用于捕获并处理这些异常。基础语法如下：

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try:
    # 可能引发异常的代码，常见于程序不可控的部分，比如用户输入等
    risky_operation()
except ExceptionType:
    # 异常处理代码
    handle_error()

基础异常捕获

捕获特定异常

可以指定捕获特定类型的异常，以便针对不同错误采取不同的处理措施。

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try:
    result = 10 / 0 # 这里会出现除0错误
except ZeroDivisionError:
    print("不能除以零")

捕获多个异常

通过多个 except 块可以分别处理不同类型的异常。

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try:
    # 可能引发异常的代码
    file = open("nonexistent_file.txt", "r")
    data = file.read()
except FileNotFoundError:
    print("文件未找到")
except PermissionError:
    print("没有文件访问权限")

捕获所有异常

使用 except 而不指定异常类型可以捕获所有异常，但不推荐在生产代码中滥用，因为可能掩盖潜在问题（报错的时候只知道出现了错误，但是具体原因不清楚，如果这样的潜在问题越来越多，可能影响到整体系统的稳定性，有些错误是可以通过人为修正的）。

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try:
    risky_operation()
except:
    print("发生了一个错误")

使用 else 和 finally

else 块在 try 块未引发任何异常时执行，finally 块无论是否发生异常都会执行，通常用于资源清理。

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try:
    result = 10 / 2
except ZeroDivisionError:
    print("除以零错误")
else:
    print("结果是", result)
finally:
    print("执行结束")

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结果是 5.0
执行结束

自定义异常信息

可以通过 as 关键字获取异常的详细信息，便于调试或记录。

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try: # 模拟一个除零错误
    a = 10
    b = 0
    result = a / b
    print("计算结果：", result)
except Exception as e: # 这将会打印具体的错误信息
    print(f"发生错误: {e}")  # 输出：发生错误: division by zero

重新抛出异常

在 except 块中可以使用 raise 重新抛出当前异常，便于上层代码进一步处理，我们看以下几种情况，深入了解一下什么叫做提交到上层代码。

1、有都有raise的情况

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

try:
    result = divide(10, 0)
except ValueError as e:
    print("捕获到异常，但重新抛出")
    raise
在这个情况中，try 中调用了函数 divide ，因此可以简单理解为 try 的入口就是 divide 的上层，因此发生除0错误的时候，先将错误提交到 try，此时try发现这个是个错误，就会交给 except 处理，因此先输出 捕获到异常，但重新抛出，但是接着又跟了一个 raise ，而此处已经没有上层了，所以只能显示错误。

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捕获到异常，但重新抛出
Traceback (most recent call last):
  File "d:\pythonProject\BaseLessons\jr_001_test.py", line 7, in <module>
    result = divide(10, 0)
             ^^^^^^^^^^^^^
  File "d:\pythonProject\BaseLessons\jr_001_test.py", line 3, in divide
    raise ValueError("除数不能为 0")
ValueError: 除数不能为 0
2、函数中不写raise 
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def divide(a, b):
    # if b == 0:
    #     raise ValueError("除数不能为 0")
    return a / b

try:
    result = divide(10, 0)
except ValueError as e:
    print("捕获到异常，但重新抛出")
    raise
当我们修改一下，由于 divide 中没有用 raise 向上层返回，也没有在内部使用 try ... except 的错误回收机制，因此直接抛出了错误，程序终止，都没有执行主模块中 except 的部分。 
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Traceback (most recent call last):
  File "d:\pythonProject\BaseLessons\jr_001_test.py", line 7, in <module>
    result = divide(10, 0)
             ^^^^^^^^^^^^^
  File "d:\pythonProject\BaseLessons\jr_001_test.py", line 4, in divide
    return a / b
           ~~^~~
ZeroDivisionError: division by zero

3、except中不写 raise 

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

try:
    result = divide(10, 0)
except ValueError as e:
    print("捕获到异常，但重新抛出")
    # raise
这个时候由于except中没有再向上层 raise 错误，在逻辑上是正确的，因此直接输出正确的错误处理逻辑，所以在终端只能看到规范后的提示信息，而不会直接报错。

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捕获到异常，但重新抛出

实际应用示例

以下是一个读取文件内容的完整示例，展示了 try 和 except 的实际应用场景。

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def read_file(filename):
    try:
        with open(filename, "r") as file:
            content = file.read()
        return content
    except FileNotFoundError:
        return "文件未找到"
    except PermissionError:
        return "没有权限读取文件"
    except Exception as e:
        return f"发生未知错误: {e}"

content = read_file("example.txt")
print(content)

避免捕获过于宽泛的异常，应尽量精确处理已知的异常类型。finally 块用于释放资源（如关闭文件或数据库连接）。异常处理应当注重可读性和可维护性，复杂的错误处理逻辑可以封装为单独的函数。