前端的Python入门指南（完）：错误和异常处理策略及最佳实践

《前端的 Python 入门指南》系列文章：

（一）：常用语法和关键字对比
（二）：函数的定义、参数、作用域对比
（三）：数据类型对比 - 彻底的一切皆对象实现和包装对象异同
（四）：参数传递方式对比 - 值与引用传递 vs 可变不可变数据
（五）：面向对象特性之继承实现的方式对比 - 基于原型链和基于类各有什么优缺点
（六）：调试方式和技巧对比
（七）：异步场景的实现方案对比 - 内置+显示事件循环 + async+await
（八）：多线程编程与实现方法对比
（九）：模块化的实现、使用及注意事项对比
（十）：常用的全局变量和接口介绍

在编程中，错误和异常是不可避免的。无论是语法错误、运行时错误，还是逻辑错误，都可能在程序的执行过程中出现。如何有效地处理这些错误，是每个开发者必须掌握的技能。特别是在 Python 中，异常处理的机制与JavaScript有所不同，理解其工作原理和最佳实践，能够帮助你编写更健壮和易维护的代码。

在本文中，我们将深入探讨 Python 中的错误和异常处理机制，并通过对比 Python 和 JavaScript 中的异常处理方式，帮助大家更好地理解 Python 异常处理的策略和最佳实践。

另外写给前端的python入门暂时完结，我将继续写《写给pythonier的前端进阶指南》，因为关注的python用户多一些，掌握多一点，能够做更有趣的事情。尤其python做后端+js做前端是很不错的，当学好了前端就可以做出炫酷的页面、让更多业务跑在前端，或者合适的时机使用合适的方案而不是一把梭哈后患无穷

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一、什么是错误与异常？

错误（Error）：通常指的是在程序运行过程中，导致程序无法继续执行的情况，常常是由编译错误、语法错误等引起的。
异常（Exception）：是程序运行过程中出现的意外情况，但与错误不同，异常通常不会立刻导致程序崩溃。它可以被捕获和处理，从而避免程序中断。

Python 提供了完善的异常处理机制，允许程序在发生异常时进行自定义处理。通过异常处理机制，开发者可以有效地管理程序中的错误和异常，使程序更加健壮。

实际上编程中有两种学派：一种是已知错误不算错误派；一种是错误即错误派。前者会采用如下的行为：例如传入的参数不合法，不会抛出错误，而是一个包含success(类似的）+ error 的组合对象，让上层处理。后者会直接抛出错误。各有优缺点，其实错误最大的缺点可能是会影响性能，但我个人是站队后者的，因为可阅读性和一致性往往比那一丢丢的性能好。

二、Python 中的异常处理机制

在 Python 中，异常是通过 try、except、else 和 finally 语句来处理的。其基本结构如下：

try:
    # 可能引发异常的代码
    pass
except ExceptionType as e:
    # 异常处理代码
    pass
else:
    # 如果没有异常发生，则执行的代码
    pass
finally:
    # 无论是否发生异常，都会执行的代码
    pass

在js中，没有else , except则是catch。js中异常会导致中断，所以后续代码可以写在一个try里面

2.1 `try` 块

try 块中的代码是可能引发异常的代码。如果在 try 块中发生异常，Python 会跳过后续的代码并转到 except 块。

2.2 `except` 块

except 块用于捕获并处理异常。你可以捕获特定类型的异常，也可以捕获所有异常。捕获到异常后，你可以进行相应的处理，或是打印错误信息，甚至重新抛出异常。

try:
    x = 1 / 0
except ZeroDivisionError:
    print("Cannot divide by zero!")

2.3 `else` 块

else 块是可选的，只有在 try 块中的代码没有引发任何异常时，else 块中的代码才会执行。

try:
    x = 10
except ZeroDivisionError:
    print("Error")
else:
    print("No error occurred!")

2.4 `finally` 块

finally 块用于定义无论是否发生异常都需要执行的代码，通常用于释放资源或清理操作。finally 块中的代码总会执行，即使在 try 或 except 块中有 return 语句。

try:
    x = 10 / 2
finally:
    print("This will always execute.")

三、Python 异常类层次结构

Python 中的异常是一个类层次结构，所有异常类都继承自基类 BaseException。其中最常用的异常类包括：

Exception：所有标准异常的基类，通常用于捕获常见的异常类型。
ValueError：表示传入函数的参数类型正确，但值不合适时抛出的异常。
TypeError：表示类型不匹配时抛出的异常。
IndexError：表示索引超出范围时抛出的异常。
KeyError：表示字典查找键时发生的异常。
FileNotFoundError：表示文件未找到时抛出的异常。

try:
    x = int("string")
except ValueError as e:
    print(f"Caught ValueError: {e}")

这里有点模式匹配的味道，js则是全无类型。是throw后面的值，有时候甚至只是一个错误字符串而不是错误对象，我个人也经常直接抛出字符串 — 因为不用捕获堆栈，心理认为对性能影响小，而且起到中断的作用

四、Python 异常处理的最佳实践

4.1 捕获特定异常

尽量避免使用 except Exception: 来捕获所有异常，因为它会捕获所有类型的异常，包括系统异常和程序内部的错误。更好的做法是捕获特定的异常类型，这样可以对不同类型的异常做出相应的处理。

try:
    x = int("string")
except ValueError as e:
    print(f"ValueError occurred: {e}")
except TypeError as e:
    print(f"TypeError occurred: {e}")

4.2 避免空的 `except` 块

不要使用空的 except 块，这样会吞掉所有的异常，使得调试变得困难。至少要记录异常信息或者在 except 块中添加处理逻辑。

try:
    x = int("string")
except ValueError as e:
    print(f"An error occurred: {e}")
    # 可以选择记录错误日志

4.3 使用 `else` 和 `finally`

else 和 finally 使代码更加清晰和健壮。特别是在涉及资源管理时，finally 可以帮助我们确保资源的释放。

try:
    file = open("file.txt", "r")
    data = file.read()
except FileNotFoundError as e:
    print(f"File not found: {e}")
else:
    print("File read successfully")
finally:
    file.close()  # 无论是否发生异常，都关闭文件

4.4 使用自定义异常

对于复杂的业务逻辑，往往需要定义自己的异常类型。Python 允许你通过继承 Exception 类来创建自定义异常类。这样可以更明确地表示特定的错误类型，并提供更具体的错误信息。

class CustomError(Exception):
    def __init__(self, message):
        self.message = message
        super().__init__(self.message)

try:
    raise CustomError("Something went wrong!")
except CustomError as e:
    print(f"Caught custom error: {e}")

4.5 异常链

有时，我们希望在处理异常时，能够保留原始异常的信息，Python 提供了异常链（Exception Chaining）机制，可以通过 from 关键字将原始异常与新异常关联。

try:
    x = 1 / 0
except ZeroDivisionError as e:
    raise ValueError("Custom error occurred") from e

这种机制能够提供更清晰的错误堆栈信息，帮助调试人员理解错误的发生过程。

五、与 JavaScript 异常处理的对比

JavaScript 和 Python 都支持异常处理，但它们的语法和处理方式有所不同。以下是两者的对比：

特性	Python	JavaScript
基本结构	`try` / `except` / `else` / `finally`	`try` / `catch` / `finally`
异常类型	异常是类，`Exception` 是基类，支持自定义异常	异常是对象，`Error` 是基类，支持自定义错误
捕获所有异常	使用 `except Exception:` 来捕获所有异常	使用 `catch (error)` 来捕获所有异常
异常链	`raise ... from` 语法支持异常链	`throw new Error("message")` 不支持链式异常
资源清理	`finally` 块确保资源清理	`finally` 块确保资源清理

JavaScript 示例：

try {
    let x = 1 / 0;
} catch (e) {
    console.error("Caught an error:", e);
} finally {
    console.log("This will always execute.");
}

Python 示例：

try:
    x = 1 / 0
except ZeroDivisionError as e:
    print(f"Caught an error: {e}")
finally:
    print("This will always execute.")

六、总结

异常处理是编程中非常重要的一部分，它帮助我们捕捉和处理意外情况，从而避免程序崩溃。Python 提供了灵活且强大的异常处理机制，通过合理使用 try、except、else 和 finally 块，能够使代码更加健壮、易于维护。

在处理异常时，应该尽量捕获特定的异常类型，避免使用空的 except 块，必要时创建自定义异常类，并合理利用 finally 进行资源清理。通过这些最佳实践，你可以编写出更加稳定和可靠的 Python 程序。

系列终于结束了，其实在某个阅读不到1000时候我就打算放弃的，毕竟虽然不是100%原创，但一边写一边学习也是好的。后续我还是希望能够生动一点，不这么死板，但那得是技术熟练之后。
相信看完这个系列的十一篇章，阅读python代码肯定不成问题，修改下也可以。具体的实战后续我会出一些