Day 10：异常处理
🎯 学习目标：理解异常机制，掌握完整的异常处理体系
1. 愤怒的小鸟综合案例（续 Day 09）
完善 Day 09 的愤怒的小鸟游戏，加入异常处理：
class GameError(Exception):
"""游戏自定义异常基类"""
pass
class BirdNotFoundError(GameError):
"""鸟不存在异常"""
pass
class InvalidDamageError(GameError):
"""无效伤害值异常"""
pass
# 在游戏中使用异常处理
def select_bird(birds, index):
try:
bird = birds[index]
except IndexError:
raise BirdNotFoundError(f"没有第 {index} 号小鸟")
return bird
2. 异常处理基本语法
2.1 try-except
# 最基础的形式
try:
num = int(input("输入一个数字："))
result = 100 / num
print(f"100 ÷ {num} = {result}")
except ValueError:
print("❌ 请输入有效的整数！")
except ZeroDivisionError:
print("❌ 不能除以零！")
2.2 try-except-else-finally
def safe_divide(a, b):
try:
result = a / b # 可能出错的代码
except ZeroDivisionError:
print("❌ 除数不能为零")
return None
except TypeError:
print("❌ 参数类型错误")
return None
else:
print("✅ 计算成功") # 没有异常时执行
return result
finally:
print("清理工作完成") # 无论是否有异常都执行
print(safe_divide(10, 2))
# 5.0
print(safe_divide(10, 0))
# None
graph TB Try[try 块] --> |无异常| Else[else 块] Try --> |ValueError| EV[except ValueError] Try --> |ZeroDivisionError| EZ[except ZeroDivisionError] Try --> |其他异常| EO[except Exception] EV --> Finally[finally 块] EZ --> Finally EO --> Finally Else --> Finally Finally --> End[继续执行]
2.3 捕获多个异常
# 方式一：多个 except
try:
data = json.loads(user_input)
value = data["key"]
result = 100 / value
except json.JSONDecodeError:
print("JSON 格式错误")
except KeyError:
print("缺少 key 字段")
except ZeroDivisionError:
print("value 不能为零")
# 方式二：一个 except 捕获多种
try:
risky_operation()
except (ValueError, TypeError, KeyError) as e:
print(f"数据错误：{e}")
# 方式三：捕获所有异常（谨慎使用！）
try:
unknown_operation()
except Exception as e:
print(f"发生未知错误：{type(e).__name__} - {e}")
避免裸 except
except:会捕获包括KeyboardInterrupt（Ctrl+C）和SystemExit在内的所有异常，导致程序无法正常退出。
始终用
except Exception或更具体的异常类型。
3. raise 抛出异常
def set_age(age):
if not isinstance(age, int):
raise TypeError(f"年龄必须是 int，不是 {type(age).__name__}")
if age < 0:
raise ValueError(f"年龄不能为负数：{age}")
if age > 150:
raise ValueError(f"年龄不合理：{age}")
# set_age("abc") # ❌ TypeError: 年龄必须是 int，不是 str
raise…from（异常链）
def load_config(filename):
try:
with open(filename) as f:
return json.load(f)
except FileNotFoundError as e:
raise RuntimeError(f"配置文件 {filename} 不存在") from e
except json.JSONDecodeError as e:
raise RuntimeError(f"配置文件 {filename} 格式错误") from e
# 异常链保留了原始异常信息，方便调试
4. assert 断言
def calculate_percentage(value, total):
"""计算百分比，total 不能为 0"""
assert total != 0, "总数不能为零！"
return value / total * 100
# 所以不要用 assert 做正式的数据校验！
raise vs assert
raise用于正式异常处理，不会被禁用
assert用于开发阶段调试，可能被禁用
5. 自定义异常
class InsufficientFundsError(Exception):
"""余额不足异常"""
def __init__(self, balance, amount):
self.balance = balance
self.amount = amount
super().__init__(
f"余额 {balance} 不足，无法取出 {amount}，"
f"差额 {amount - balance}"
)
class NegativeAmountError(ValueError):
"""金额为负异常"""
pass
# 使用自定义异常
class BankAccount:
def __init__(self, balance=0):
self.balance = balance
def withdraw(self, amount):
if amount < 0:
raise NegativeAmountError(f"取款金额不能为负：{amount}")
if amount > self.balance:
raise InsufficientFundsError(self.balance, amount)
self.balance -= amount
return self.balance
6. 异常的传递
def func_c():
"""最底层：抛出异常"""
return 1 / 0
def func_b():
"""中间层：不处理，向上传递"""
return func_c()
def func_a():
"""最上层：捕获并处理"""
try:
func_b()
except ZeroDivisionError:
print("在 func_a 中捕获到除零错误")
finally:
print("无论是否异常，清理工作都要做")
func_a()
# 无论是否异常，清理工作都要做
7. with 关键字（上下文管理器）
7.1 文件操作的 with
# ❌ 传统方式
f = open("data.txt", "r")
try:
content = f.read()
finally:
f.close() # 容易忘记
# ✅ with 方式
with open("data.txt", "r") as f:
content = f.read()
# 自动调用 f.close()，即使发生异常也会关闭
7.2 自定义上下文管理器
class Timer:
"""计时器：测量代码块执行时间"""
import time
def __enter__(self):
self.start = time.time()
return self # 返回的对象赋给 as 后面的变量
def __exit__(self, exc_type, exc_val, exc_tb):
self.end = time.time()
print(f"执行时间：{self.end - self.start:.3f} 秒")
# 返回 True 可以抑制异常（不推荐）
# 返回 False（默认）让异常正常传播
return False
# 使用
with Timer() as timer:
total = sum(range(10000000))
# 输出：执行时间：0.234 秒
📝 综合练习：安全的文件处理器
class FileProcessor:
"""安全的文件处理器——综合 Day 07（文件）和 Day 10（异常）"""
def __init__(self, filename):
self.filename = filename
def read_lines(self):
"""安全读取所有行"""
try:
with open(self.filename, "r", encoding="utf-8") as f:
return [line.strip() for line in f]
except FileNotFoundError:
print(f"文件 {self.filename} 不存在")
return []
except PermissionError:
print(f"没有权限读取 {self.filename}")
return []
except UnicodeDecodeError:
print(f"文件编码不是 UTF-8，尝试用 GBK...")
try:
with open(self.filename, "r", encoding="gbk") as f:
return [line.strip() for line in f]
except Exception as e:
print(f"也无法用 GBK 读取：{e}")
return []
def write_lines(self, lines):
"""安全写入"""
try:
with open(self.filename, "w", encoding="utf-8") as f:
for line in lines:
f.write(line + "\n")
print(f"成功写入 {len(lines)} 行到 {self.filename}")
return True
except PermissionError:
print(f"没有权限写入 {self.filename}")
return False
except OSError as e:
print(f"写入失败：{e}")
return False
速记卡（面试闪卡）
Q1：一句话讲清「Day 10：异常处理」到底是什么？
A：异常处理用 try/except 捕获错误、finally 兜底清理，让程序遇错不崩溃还能优雅收场。
Q2：1. 愤怒的小鸟综合案例（续 Day 09） —— 怎么理解？
A：像游戏里选鸟：select_bird 用 try 取到鸟，拿不到就 raise 自定义 BirdNotFoundError。把”出错”变成可控的游戏事件，而不是整个程序崩。例子说明异常是业务的一部分，该抛就抛。
Q3：2. 异常处理基本语法 —— 怎么理解？
A：像应急预案：try 里放可能出错的代码，except 按异常类型分流（ValueError / ZeroDivisionError），else 没异常才跑，finally 无论怎样都执行清理。千万别裸 except:，会连 Ctrl+C 都吞掉。Exception Handling（异常处理）。
Q4：3. raise 抛出异常 —— 怎么理解？
A：像主动拉警报：set_age(-5) 不合规则 raise ValueError，把问题亮出来而不是静默带病运行。还能用 raise … from 保留原始异常链，方便调试。主动抛错比埋雷强。
Q5：4. assert 断言 —— 怎么理解？
A：像开发期的保险丝：assert 条件, “提示” 不成立就抛 AssertionError。但注意 python -O 会禁用 assert，所以正式数据校验别用它，留着查内部逻辑错误就好。
Q6：核心速记主线有哪些？
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try/except/else/finally：捕获、分流、无错分支、必执行清理
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避免裸 except，用 except Exception 或更具体类型
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raise 主动抛错，from 保留异常链
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assert 仅做开发期校验，-O 下会被关闭
口诀
A：异常 try except 接，else 无错 finally 收；
裸 except 是大忌，Ctrl+C 也吞走；
raise 主动拉警报，from 留链好调试；
assert 开发期保险，上线别当校验用。
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