12. 异常
12.2 抛出异常:raise

基本概念

在上节中,我们讲解了 Python 中的异常处理,知道了开发人员应当如何正确地捕获和处理异常;但在实际开发中,我们有时会需要在程序遇到错误时,直接抛出一个异常,以便上层程序及时应对。这种机制本质上就是:“程序在这里发生了意外或错误,我希望通知程序,然后你来处理。”有了这个通知,程序就可以在其他地方捕获和处理。

那么,我们如何在 Python 程序开发中抛出一个异常呢?

答案是 raise 关键字。

在 Python 中,我们使用 raise 关键字来创建和抛出异常。下面,就让我们详细了解一下 raise 关键字的使用。

如何使用 raise

如前所述,当我们需要在 Python 中抛出异常时,可以使用 raise 关键字,后面跟着我们需要抛出的异常类型。在这个过程中,我们也可以将错误消息包含在内,用来提供有关异常的更多上下文信息。

让我们来看几个例子:

  1. 抛出“除零”异常。

    def divide(a, b):
        if b == 0:
            raise ValueError("不允许除以零")
        return a / b

    在此例中,如果除数为零,代码就会抛出 ValueError 异常;同时,我们将错误信息 "不允许除以零" 包含在其中。

  2. 抛出“无数据”异常。

    def process_data(data):
        if not data:
            raise ValueError("未提供要处理的数据")
        # 其余的处理代码

    在此例中,如果参数无效时,代码就会抛出 ValueError 异常;同样,我们也将错误信息 "未提供要处理的数据" 包含在其中。

在上面两个例子中,我们使用了 ValueError 对象,其是 Python 中的一个内置异常,通常用于指示函数或操作接收到了正确数据类型的参数,但其值无效。ValueError 异常一般是在函数的输入不适当或超出了正在执行的操作范围时被抛出。

例如,如果我们尝试将无法解析为整数的字符串转换为整数,或者尝试访问列表中不存在的索引,再或者尝试除以零,都会引发 ValueError

int("abc")  # 这会引发 ValueError
 
my_list = [1, 2, 3]
print(my_list[4])  # 这会引发 IndexError,它是 ValueError 的子类
 
10 / 0  # 这会引发 ZeroDivisionError,它也是 ValueError 的子类

如何有效地抛出异常

虽然抛出异常是一个强大的功能,但我们也不能滥用。对编程开发而言,保持代码整洁和可维护,仍然是至关重要的。因此,如果需要在代码中抛出异常,我们一般遵循如下几项规范:

  1. 使用具有描述性的异常名称
    有意义且描述性的名称,往往可以清晰地传达出错误的性质。这有助于其他开发者在不深入代码的情况下理解异常的目的。

    class InvalidInputError(Exception):
        pass
  2. 提供清晰和信息丰富的消息
    在抛出异常时,如果包含了清晰丰富的错误信息,那么将有效地帮助开发人员和用户理解错误的原因,使调试和故障排除变得更加简单。

    def process_data(data):
        if not data:
            raise ValueError("未提供要处理的数据")
  3. 只抛出特定的异常
    在可能的情况下,尽量只抛出准确表示错误的具体异常。避免使用广泛的异常,如 ExceptionBaseException,因为它们可能会增加调试的难度。

    def divide(a, b):
        if b == 0:
            raise ValueError("不允许除以零")
        return a / b

总结

在 Python 开发中,抛出异常是一种处理代码中的错误和意外情况的重要机制,帮助开发人员编写出清晰、易于维护的代码。在处理异常时,开发人员应当尽量遵守最佳实践规范。

请记住,抛出异常不仅是报告问题,还是提高 Python 程序的稳健性和可靠性的一种重要方式。