从零开始学Python（八）：异常处理

cuizhenjie2026-01-062026-01-06

从零开始学Python（八）：异常处理

本系列教程将带你从零开始学习Python编程，无需任何编程基础。

什么是异常？

异常（Exception）是程序运行过程中发生的错误。如果不处理异常，程序会崩溃并显示错误信息。常见的异常包括除以零、访问不存在的列表索引、访问不存在的字典键、类型错误、文件不存在等。

基本异常处理

使用 try-except 语句捕获和处理异常。基本语法是将可能产生异常的代码放在try块中，异常发生时执行的代码放在except块中。可以捕获特定类型的异常，比如ZeroDivisionError、ValueError等，也可以捕获所有异常。

捕获多个异常时，应该按照从具体到一般的顺序排列。捕获所有异常虽然有时有用，但不推荐，因为可能隐藏重要的错误信息。

else 和 finally

else块在try块没有发生异常时执行，常用于正常情况下的处理逻辑。finally块无论是否发生异常都会执行，常用于清理资源，比如关闭文件、释放锁等。

完整的异常处理结构包括try、except、else、finally四个块，其中else和finally是可选的。

获取异常信息

可以捕获并显示异常的详细信息。使用as关键字将异常对象赋值给变量，可以访问异常的类型和信息。type(e).__name__获取异常类型，e获取异常描述信息。

实战示例：输入验证器

让我们创建一个实用的输入验证程序，验证用户输入的数据是否符合要求，并提供友好的错误提示。

创建文件 input_validator.py：

# 输入验证器

def get_valid_name(prompt):
    """获取有效的姓名"""
    while True:
        try:
            name = input(prompt).strip()

            if not name:
                raise ValueError("姓名不能为空")

            if len(name) < 2:
                raise ValueError("姓名至少需要2个字符")

            if not name.replace(" ", "").isalpha():
                raise ValueError("姓名只能包含字母和空格")

            return name

        except ValueError as e:
            print(f"❌ 输入无效：{e}")
            print("请重新输入\n")

def get_valid_age(prompt):
    """获取有效的年龄"""
    while True:
        try:
            age_str = input(prompt).strip()

            if not age_str:
                raise ValueError("年龄不能为空")

            age = int(age_str)

            if age < 0:
                raise ValueError("年龄不能为负数")

            if age > 150:
                raise ValueError("年龄不能超过150")

            return age

        except ValueError as e:
            if "invalid literal" in str(e):
                print("❌ 输入无效：请输入有效的数字")
            else:
                print(f"❌ 输入无效：{e}")
            print("请重新输入\n")

def get_valid_email(prompt):
    """获取有效的邮箱"""
    while True:
        try:
            email = input(prompt).strip()

            if not email:
                raise ValueError("邮箱不能为空")

            if "@" not in email or "." not in email:
                raise ValueError("邮箱格式不正确（必须包含 @ 和 .）")

            if email.count("@") != 1:
                raise ValueError("邮箱只能包含一个 @")

            return email

        except ValueError as e:
            print(f"❌ 输入无效：{e}")
            print("请重新输入\n")

def get_valid_score(prompt, subject):
    """获取有效的分数"""
    while True:
        try:
            score_str = input(prompt).strip()

            if not score_str:
                raise ValueError(f"{subject}分数不能为空")

            score = float(score_str)

            if score < 0:
                raise ValueError(f"{subject}分数不能为负数")

            if score > 100:
                raise ValueError(f"{subject}分数不能超过100")

            return score

        except ValueError as e:
            if "invalid literal" in str(e):
                print("❌ 输入无效：请输入有效的数字")
            else:
                print(f"❌ 输入无效：{e}")
            print("请重新输入\n")

def calculate_grade(scores):
    """计算成绩等级"""
    avg = sum(scores.values()) / len(scores)
    if avg >= 90:
        return "优秀", avg
    elif avg >= 80:
        return "良好", avg
    elif avg >= 60:
        return "及格", avg
    else:
        return "不及格", avg

def main():
    """主程序"""
    print("=" * 50)
    print("      学生信息录入系统")
    print("=" * 50)
    print()

    # 获取学生信息
    name = get_valid_name("请输入学生姓名：")
    age = get_valid_age("请输入学生年龄：")
    email = get_valid_email("请输入学生邮箱：")

    print("\n" + "-" * 50)
    print("请输入各科成绩（0-100）：")
    print("-" * 50)

    # 获取各科成绩
    scores = {}
    scores["语文"] = get_valid_score("语文成绩：", "语文")
    scores["数学"] = get_valid_score("数学成绩：", "数学")
    scores["英语"] = get_valid_score("英语成绩：", "英语")

    # 计算等级
    grade, average = calculate_grade(scores)

    # 显示结果
    print("\n" + "=" * 50)
    print("      学生信息录入成功！")
    print("=" * 50)
    print(f"\n姓名：{name}")
    print(f"年龄：{age}岁")
    print(f"邮箱：{email}")
    print("-" * 50)
    print("各科成绩：")
    for subject, score in scores.items():
        print(f"  {subject}：{score}分")
    print("-" * 50)
    print(f"平均分：{average:.2f}分")
    print(f"等级：{grade}")
    print("=" * 50)

if __name__ == "__main__":
    try:
        main()
    except KeyboardInterrupt:
        print("\n\n程序已被用户中断")
    except Exception as e:
        print(f"\n程序发生错误：{e}")
    finally:
        print("\n感谢使用！")