Python - 內建異常
你好，有抱負的程序员們！今天，我們將深入探討Python內建異常的迷人世界。如果你是编程新手，不用擔心；我會一步一步引導你通過這個主題，就像我多年教學中為無數學生所做的那樣。讓我們一起踏上這段令人興奮的旅程吧！
Python中的標準內建異常
想象一下，你在廚房裡烹飪，突然發現你缺少了一種關鍵的食材。這與程序中發生異常時的情況類似——某些意料之外的事情打斷了代碼的正常流程。Python有各種各樣的內建異常來處理不同類型的錯誤。
讓我們來看看一些最常見的內建異常：
- SyntaxError：這就像在句子結尾忘記加上句號一樣。當Python遇到不正確的語法時，就會引發此異常。
print "Hello, World!" # SyntaxError: 調用'print'時缺少括號在這個例子中，我們忘記在print函數中的字符串添加括號，這在Python 3中是必需的。
- NameError：當你試圖使用一個尚未定義的變量時，就會發生此異常。
print(x) # NameError: 名字 'x' 沒有定義在這裡，我們試圖打印一個我們尚未創建或賦值給它的變量'x'。
- TypeError：當對不恰當的類型執行操作時，就會發生此異常。
"2" + 2 # TypeError: 只能將str（而不是"int"）與str連接在這個例子中，我們試圖將字符串（"2"）與整數（2）相加，Python不知道如何處理。
- ValueError：當函數收到正確類型但值不恰當的參數時，就會引發此異常。
int("hello") # ValueError: 無效的字面量對int()來說是10進制：'hello'int()函數期望一個表示數字的字符串，而不是一個單詞。
- ZeroDivisionError：當你試圖除以零時，就會發生此異常。
10 / 0 # ZeroDivisionError: 除以零就像在數學中一樣，程序中的除以零是未定義的。
內建異常的層次結構
Python的內建異常按照層次結構組織，就像家族樹一樣。這棵樹的頂端是BaseException類，所有其他異常都繼承自它。
以下是異常層次結構的簡化版本：
| 異常層次結構 |
|---|
| BaseException |
| ├── SystemExit |
| ├── KeyboardInterrupt |
| ├── GeneratorExit |
| └── Exception |
| ├── StopIteration |
| ├── ArithmeticError |
| │ ├── FloatingPointError |
| │ ├── OverflowError |
| │ └── ZeroDivisionError |
| ├── AssertionError |
| ├── AttributeError |
| ├── BufferError |
| ├── EOFError |
| ├── ImportError |
| │ └── ModuleNotFoundError |
| ├── LookupError |
| │ ├── IndexError |
| │ └── KeyError |
| ├── MemoryError |
| ├── NameError |
| │ └── UnboundLocalError |
| ├── OSError |
| │ ├── FileExistsError |
| │ ├── FileNotFoundError |
| │ ├── PermissionError |
| │ └── TimeoutError |
| ├── ReferenceError |
| ├── RuntimeError |
| │ └── NotImplementedError |
| ├── SyntaxError |
| │ └── IndentationError |
| │ └── TabError |
| ├── SystemError |
| ├── TypeError |
| ├── ValueError |
| │ └── UnicodeError |
| └── Warning |
理解這個層次結構可以帮助你在代碼中更有效地捕獲和處理異常。
如何使用內建異常
現在我們知道了異常是什麼，讓我們學習如何在代碼中使用它們。處理異常的主要方法是使用try-except塊。這就像學騎自行車時的安全網——如果你摔倒了（遇到異常），網（except塊）就會接住你。
以下是基本的結構：
try:
# 可能會引發異常的代碼
result = 10 / 0
except ZeroDivisionError:
# 處理特定異常的代碼
print("哎呀！你不能除以零。")在這個例子中，我們試圖除以零，這會引發ZeroDivisionError。except塊捕獲了這個特定的錯誤，並打印了一條友好的消息，而不是讓程序崩潰。
你也可以捕獲多個異常：
try:
# 可能會引發不同異常的代碼
number = int(input("輸入一個數字："))
result = 10 / number
except ValueError:
print("那不是有效的數字！")
except ZeroDivisionError:
print("你不能除以零！")
except:
print("出了別的問題。")這個腳本處理不同的情況：如果用戶輸入非數值（ValueError），試圖除以零（ZeroDivisionError），或者發生任何其他意外的錯誤。
明確引發內建異常
有時候，你可能想要自己引發一個異常。這就像比賽中的裁判一樣——當你看到某些不對勁的事情時，你就吹哨子並停止比賽。
以下是如何引發一個異常：
def check_age(age):
if age < 0:
raise ValueError("年齡不能為負！")
elif age < 18:
print("你是未成年人。")
else:
print("你是成年人。")
try:
check_age(-5)
except ValueError as e:
print(e)在這個例子中，我們創建了一個檢查人年齡的函數。如果有人試圖輸入負數年齡，我們會引發一個ValueError並帶有自定義的消息。函數外的try-except塊捕獲了這個異常，並打印了錯誤消息。
記住，引發異常應該謹慎使用。這是一個強大的工具，但過度使用它可能會使你的代碼難以理解和維護。
總結來說，理解和有效地使用Python的內建異常對於编写健壯且抗錯誤的代碼至關重要。這就像學習航海一樣——知道潛在的風暴（異常）以及如何處理它們，將使你的編程之旅更加順利和愉快。
繼續練習，保持好奇，不要害怕遇到異常——它們是學習和改進代碼的機會！
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