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Python启航：30天编程速成之旅（第13天）- 错误和异常

所有代码都是我本人实际编写并运行、截图，并标注详细的注释。

在 Python 中，当程序运行过程中遇到不可预料的情况时，就会抛出一个异常。如果这个异常没有被捕获并处理，那么程序就会终止执行。为了防止这种情况发生，我们可以使用错误处理机制来捕获并处理这些异常。

今天就让我们来一起学习一下错误异常处理。

语法错误

语法错误，也称为解析错误。

让我们用另一个例子来解释语法错误：

def greet(name):
    print(f"Hello, {name}"
          
greet("小冯")

在这个例子中，我们在尝试定义一个函数 greet，该函数接受一个参数 name 并打印一条问候消息。然而，在字符串 f"Hello, {name}" 后面忘记了添加一个闭合括号 ")"。Python 解释器检测到了这个问题，并报告了一个 SyntaxError，指出在第二行的某个位置发生了意外的结束（unexpected EOF，EOF 指的是 End Of File）。

解释器还会显示一个箭头指向错误被发现的位置，这有助于快速定位问题所在。此外，它还会显示错误所在的文件名（这里为 <stdin>，表明输入来自交互式命令行）和行号，这对于调试脚本文件中的错误特别有用。

通过修正缺少的闭合括号，我们可以消除这个语法错误：

def greet(name):
    print(f"Hello, {name}")
          
greet("小冯")

现在函数定义正确了，并且能够正常工作。这个例子展示了如何识别和修复基本的语法错误。

异常

让我们通过不同的例子来进一步说明异常（exceptions）。当代码在运行时遇到不可处理的情况时，就会引发异常。虽然这些情况不会总是导致程序完全崩溃，但如果没有妥善处理，它们通常会导致程序停止并输出错误信息。

• 尝试打开不存在的文件

当我们尝试使用 Python 的内置函数 open() 打开一个不存在的文件时，将会引发 FileNotFoundError 异常。

open("nonexistentfile.txt")

• 使用错误的数据类型

假设我们要将一个字符串与一个整数相加，但由于类型不匹配，会导致 TypeError。

'hello' + 5

• 使用未定义的变量

如果我们试图使用一个在作用域内尚未定义的变量，将会触发 NameError。

print(undefined_variable)

处理异常

为了更好地理解如何处理异常，我们可以创建一些新的例子来展示如何使用 try, except, else, 和 finally 子句来控制异常流。

• 处理用户输入

创建一个简单的脚本来请求用户输入直到他们输入一个有效的整数。如果用户输入的是非整数值，则会捕获 ValueError 并提示用户重新输入。

while True:
    try:
        x = int(input("请输入一个数字: "))
        break
    except ValueError:
        print("哎呀！这不是一个有效的数字，请再试一次...")

输入了 'abc' 和 '42'。首先，输入 'abc' 时，程序捕获到了 ValueError，因为无法将字符串转换成整数，并输出了错误提示信息。

• 处理文件操作中的异常

在这个例子中，我们将尝试打开一个文件，并读取其中的第一行。我们将处理可能发生的两种异常：FileNotFoundError（例如文件不存在）和 ValueError（如果转换数据时出现问题）。

try:
    f = open('example.txt', 'r')
    s = f.readline()
    i = int(s.strip())
except FileNotFoundError as err:
    print("没有找到该文件。", err)
except NameError as err:
    print("变量没有定义。", err)
except ValueError as err:
    print("无法将数据转换为整数。", err)
finally:
    print("程序退出。")

尝试打开一个不存在的文件 example.txt 时，程序捕获到了 FileNotFoundError并输出了错误信息，尽管文件打开失败，finally 子句依然执行，并输出了消息确认文件应该被关闭（尽管在这种情况下实际上并没有文件被打开）。

两个例子展示了如何使用 try 和 except 来捕捉和处理异常，以及如何确保资源（如文件）得到适当的管理，即使发生了异常也是如此。

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