====== 第十九章：异常处理 ======

===== 本章目标 =====

完成本章学习后，你将能够：
  * 理解异常处理机制
  * 捕获和处理各种异常
  * 创建自定义异常
  * 掌握异常处理最佳实践

===== 异常基础 =====

==== 什么是异常 ====

异常是程序执行过程中发生的错误事件，会中断正常程序流程。

<code python>
# 常见异常
10 / 0                # ZeroDivisionError
int("hello")          # ValueError
"hello"[10]           # IndexError
{"a": 1}["b"]         # KeyError
open("nonexistent")   # FileNotFoundError
</code>

==== 异常层次结构 ====

<code python>
BaseException
 ├── SystemExit
 ├── KeyboardInterrupt
 └── Exception
      ├── ArithmeticError
      │    └── ZeroDivisionError
      ├── LookupError
      │    ├── IndexError
      │    └── KeyError
      ├── TypeError
      ├── ValueError
      ├── RuntimeError
      └── OSError
           └── FileNotFoundError
</code>

===== 异常处理 =====

==== try-except ====

<code python>
try:
    result = 10 / 0
except ZeroDivisionError:
    print("Cannot divide by zero!")

# 捕获多个异常
try:
    # some code
    pass
except (TypeError, ValueError) as e:
    print(f"Error: {e}")

# 分别处理
try:
    value = int(input("Enter a number: "))
    result = 100 / value
except ValueError:
    print("Invalid input!")
except ZeroDivisionError:
    print("Cannot divide by zero!")
</code>

==== try-except-else-finally ====

<code python>
try:
    file = open("data.txt", "r")
    data = file.read()
except FileNotFoundError:
    print("File not found!")
else:
    # 没有异常时执行
    print(f"File content: {data}")
finally:
    # 无论是否异常都执行
    print("Cleanup code here")
    if 'file' in dir() and not file.closed:
        file.close()
</code>

===== 自定义异常 =====

<code python>
class ValidationError(Exception):
    """验证错误基类"""
    pass

class InvalidAgeError(ValidationError):
    """年龄无效"""
    def __init__(self, age, message="Age must be between 0 and 150"):
        self.age = age
        self.message = message
        super().__init__(self.message)
    
    def __str__(self):
        return f"{self.message}, got {self.age}"

class InvalidEmailError(ValidationError):
    """邮箱无效"""
    pass

# 使用
def validate_age(age):
    if not (0 <= age <= 150):
        raise InvalidAgeError(age)

try:
    validate_age(200)
except InvalidAgeError as e:
    print(e)
</code>

===== 异常最佳实践 =====

<code python>
# 1. 不要捕获所有异常
# 不好
try:
    do_something()
except:  # 捕获所有，包括SystemExit
    pass

# 好
try:
    do_something()
except SpecificException as e:
    handle_error(e)

# 2. 使用finally释放资源
# 好
with open("file.txt") as f:
    process(f)

# 3. 不要忽略异常
# 不好
try:
    risky_operation()
except Exception:
    pass  # 沉默的异常

# 4. 使用raise from保持异常链
try:
    int("not a number")
except ValueError as e:
    raise CustomError("Failed to parse") from e
</code>

===== 本章练习 =====

1. 创建自定义异常类层次结构
2. 实现带重试的装饰器
3. 实现上下文管理器处理异常
4. 编写健壮的输入验证函数

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