在程序运行过程中，经常会遇到各种各样的错误，这些错误统称为“异常”。这些异常有的是由于开发者将关键字敲错导致的，这类错误多数产生的是SyntaxError: invalid syntax(无效的语法)，这将直接导致程序不能运行。这类异常是显式的，在开发阶段很容易被发现。还有一类是隐式的，通常和使用者的操作有关。
异常处理在任何一门编程语言里都是值得关注的一个话题，良好的异常处理可以让你的程序更加健壮，清晰的错误信息更能帮助你快速修复问题。在Python中，和不部分高级语言一样，使用了try/except/else/finally语句块来处理异常。
Python有两种错误很容易辨认：语法错误和异常。Python的语法错误或者称之为解析错，就是解析代码时出现的错误。当代码不符合Python语法规则时，Python解释器在解析时就会报出SyntaxError语法错误，与此同时还会明确指出最早探测到错误的语句。如少了冒号，或者混用中英文符号的等等。即便 Python程序的语法是正确的，在运行它的时候，也有可能发生错误。运行期检测到的错误被称为异常。大多数的异常都不会被程序处理，都以错误信息的形式展现。例如除数为 0、年龄为负数、数组下标越界等。下图列出常见异常：
图1 Python中常见异常
当一个程序发生异常时，代表该程序在执行时出现了非正常的情况，无法再执行下去。默认情况下，程序是要终止的。如果要避免程序退出，可以使用捕获异常的方式获取这个异常的名称，再通过其他的逻辑代码让程序继续运行，这种根据异常做出的逻辑处理叫作异常处理。
开发者可以使用异常处理全面地控制自己的程序。异常处理不仅仅能够管理正常的流程运行，还能够在程序出错时对程序进行必的处理。大大提高了程序的健壮性和人机交互的友好性。
1.1 try/except 异常捕捉通常使用try/except语句，其基本语法结构如下图所示：
# Mutiple exception in one line
try:
print(a / b)
except (ZeroDivisionError, TypeError) as e:
print(e)
try块有且仅有一个，但except代码块可以有多个，且每个except块都可以同时处理多种异常。当程序发生不同的意外情况时，会对应特定的异常类型，Python解释器会根据该异常类型选择对应的except块来处理该异常。
try语句的执行流程如下；
- 首先，执行try子句（在关键字try和关键字except之间的语句）。
- 如果没有异常发生，忽略except子句，try子句执行后结束。
- 如果在执行try子句的过程中发生了异常，那么try子句余下的部分将被忽略，系统会自动生成一个异常类型，并将该异常提交给 Python 解释器，此过程称为捕获异常。如果异常的类型和except之后的名称相符，那么对应的except子句将被执行，这个过程被称为处理异常。
- 如果一个异常没有与任何的except匹配，那么这个异常将会传递给上层的try中，且程序运行终止，Python 解释器也将退出。
温馨提示： 不管程序代码块是否处于try块中，甚至包括 except块中的代码，只要执行该代码块时出现了异常，系统都会自动生成对应类型的异常。但是，如果此段程序没有用 try包裹，又或者没有为该异常配置处理它的except块，则Python解释器将无法处理，程序就会停止运行；反之，如果程序发生的异常经try捕获并由except处理完成，则程序可以继续执行。
1.2 try/except…else在原本的try except结构的基础上，Python异常处理机制还提供了一个else块，也就是原有try except语句的基础上再添加一个else块，即try except else结构。如果使用else块，那么必须放在所有的except子句之后。
使用else包裹的代码，只有当try块没有捕获到任何异常时，才会得到执行；反之，如果try块捕获到异常，即便调用对应的except处理完异常，else块中的代码也不会得到执行。
for arg in sys.argv[1:]:
try:
f = open(arg, 'r')
except IOError:
print('cannot open', arg)
else:
print(arg, 'has', len(f.readlines()), 'lines')
f.close()
使用else子句比把所有的语句都放在try子句里面要好，这样可以避免一些意想不到，而except又无法捕获的异常。
1.3 try-finallyPython异常处理机制还提供了一个finally语句，通常用来为try块中的程序做扫尾清理工作。
注意，和else语句不同，finally只要求和try搭配使用，而至于该结构中是否包含except以及else，对于 finally不是必须的（else必须和try except搭配使用）。
在整个异常处理机制中，finally语句的功能是：无论try块是否发生异常，最终都要进入finally语句，并执行其中的代码块。
基于finally语句的这种特性，在某些情况下，当try块中的程序打开了一些物理资源（文件、数据库连接等）时，由于这些资源必须手动回收，而回收工作通常就放在finally块中。
Python垃圾回收机制，只能帮我们回收变量、类对象占用的内存，而无法自动完成类似关闭文件、数据库连接等这些的工作。
def main():
f = None
try:
f = open('myfile.txt', 'r', encoding='utf-8')
print(f.read())
except FileNotFoundError:
print('无法打开指定的文件!')
except LookupError:
print('指定了未知的编码!')
except UnicodeDecodeError:
print('读取文件时解码错误!')
except Exception as e:
print('Unexpected Error: {}'.format(e))
finally:
if f:
f.close()
main()
1.4 抛出异常
如果你需要自主抛出异常一个异常，可以使用raise关键字，等同于C#和Java中的throw，有如下三种常用的用法：
- raise：单独一个raise。该语句引发当前上下文中捕获的异常（比如在except块中），或默认引发RuntimeError异常。
- raise异常类名称：raise后带一个异常类名称，表示引发执行类型的异常。
- raise异常类名称(描述信息)：在引发指定类型的异常的同时，附带异常的描述信息。
try:
a = input("输入一个数：")
if(not a.isdigit()):
raise ValueError("a 必须是数字")
except ValueError as e:
print("引发异常：",repr(e))
raise
1.5 自定义异常
Python中自定义自己的异常类型非常简单，只需要要从Exception类继承即可(直接或间接)：
class SomeCustomException(Exception):
pass
class AnotherException(SomeCustomException):
pass
一般你在自定义异常类型时，需要考虑的问题应该是这个异常所应用的场景。如果内置异常已经包括了你需要的异常，建议考虑使用内置的异常类型。比如你希望在函数参数错误时抛出一个异常，你可能并不需要定义一个InvalidArgumentError，使用内置的ValueError即可。
补充：
在实际调试程序的过程中，有时只获得异常的类型是远远不够的，还需要借助更详细的异常信息才能解决问题。
捕获异常时，有 2 种方式可获得更多的异常信息，分别是：
- 使用sys模块中的exc_info方法；
- 使用traceback模块中的相关函数。
了解更多请参考，Python sys.exc_info()方法：获取异常信息和traceback模块：获取异常信息
Python assert（断言）用于判断一个表达式，在表达式条件为false的时候触发异常。
断言可以在条件不满足程序运行的情况下直接返回错误，而不必等待程序运行后出现崩溃的情况。
assert 1 == 2 # 判断条件为False，抛出异常
参考
- Python中的异常处理：https://segmentfault.com/a/1190000007736783
- Python异常处理机制：http://c.biancheng.net/python/try_except/
- Python3 错误和异常：https://www.runoob.com/python3/python3-errors-execptions.html
- Built-in Exceptions：https://docs.python.org/3/library/exceptions.html#exception-hierarchy
