Python异常处理：优雅地应对错误，保障代码健壮性

# 1. Python异常处理概述

异常处理是Python中处理错误和异常情况的重要机制。它允许程序员优雅地处理意外事件，从而提高代码的健壮性和可维护性。Python的异常处理机制包括：

- **异常的分类和层次结构：**Python中的异常被组织成一个层次结构，允许程序员根据异常的类型和严重性进行处理。
- **异常的捕获和处理：**`try-except-else-finally`语句用于捕获和处理异常。`try`块包含可能引发异常的代码，而`except`块指定处理特定异常类型的代码。

# 2. Python异常处理机制

### 2.1 异常的分类和层次结构

Python异常是内置的错误对象，用于表示程序执行期间发生的错误或异常情况。异常分为两大类：

- **内置异常：**由Python解释器本身定义的异常，如`IndexError`、`ValueError`和`TypeError`。
- **自定义异常：**由用户定义的异常，用于处理特定于应用程序的错误情况。

Python异常遵循一个层次结构，称为异常层次结构。该层次结构由基类`BaseException`开始，其子类包括`Exception`和`SystemExit`。大多数内置异常都是`Exception`的子类，而`SystemExit`用于表示程序退出。

### 2.2 异常的捕获和处理

Python提供了多种机制来捕获和处理异常：

#### 2.2.1 try-except-else-finally语句

`try-except-else-finally`语句用于捕获和处理异常。其语法如下：

try:
    # 代码块
except Exception1 as e1:
    # 处理Exception1异常
except Exception2 as e2:
    # 处理Exception2异常
else:
    # 如果没有异常被触发，则执行此代码块
finally:
    # 无论是否发生异常，始终执行此代码块

**示例：**

try:
    x = int(input("输入一个数字："))
except ValueError:
    print("输入无效，请输入整数")
else:
    print("输入有效，数字为：", x)
finally:
    print("程序结束")

#### 2.2.2 raise和reraise语句

`raise`语句用于手动触发异常。其语法如下：

raise Exception("错误消息")

**示例：**

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

`reraise`语句用于重新触发当前正在处理的异常。其语法如下：

reraise()

**示例：**

try:
    # 代码块
except Exception as e:
    print("发生异常：", e)
    reraise()

### 2.3 异常的自定义和扩展

#### 2.3.1 自定义异常类

我们可以定义自己的异常类来处理特定于应用程序的错误情况。自定义异常类必须继承自`Exception`类。其语法如下：

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

**示例：**

class FileReadError(Exception):
    def __init__(self, filename):
        super().__init__(f"无法读取文件：{filename}