python 异常处理

Python 异常处理完全指南

异常处理基础概念

Python 中，程序在运行过程中发生的、会让程序中断崩溃的错误，就叫做「异常（Exception）」。

一、Python 异常体系核心继承关系

所有异常的根类是 BaseException，日常开发只需关注两个核心分支：

BaseException(所有异常的父类)
├─ Exception(所有「可捕获/业务异常」的父类，99%开发场景捕获这个分支)
│ ├─ 所有内置业务异常（算术/索引/键/类型/值等）
│ └─ 自定义异常类（必须继承此类）
├─ KeyboardInterrupt (Ctrl+C终止程序，系统级，不建议捕获)
├─ SystemExit (sys.exit()触发程序退出，系统级，不建议捕获)
└─ GeneratorExit (生成器关闭异常，系统级)

二、高频必用异常（12 个，日常开发核心）

1. ZeroDivisionError

• 触发原因：除法运算中除数为 0（包括 / 真除法 和 // 整除）
• 示例代码：

python

运行

10 / 0 # 报错：ZeroDivisionError: division by zero
10 // 0 # 同样触发该异常

2. IndexError

• 触发原因：访问序列（列表 / 元组 / 字符串 / 字节串）时，使用超出序列长度的索引值（正 / 负索引越界均触发）
• 示例代码：

python

运行

lst = [1, 2, 3] # 最大正索引2，最小负索引-3
lst[5] # 报错：IndexError: list index out of range
str1 = "python"
str1[-8] # 报错：IndexError: string index out of range

3. KeyError

• 触发原因：访问字典中不存在的键，字典仅支持通过已存在的键取值
• 示例代码：

python

运行

dic = {"name": "python", "age": 30}
dic["gender"] # 报错：KeyError: 'gender'

4. TypeError

• 触发原因：数据类型不匹配 / 类型不支持当前操作，Python 最常见异常之一
• 示例代码：

python

运行

"hello" + 100 # 报错：TypeError: can only concatenate str (not "int") to str
[1,2] + (3,4) # 报错：TypeError: can only concatenate list (not "tuple") to list
max(10, "20") # 报错：TypeError: '>' not supported between instances of 'str' and 'int'
for i in 123: pass # 报错：TypeError: 'int' object is not iterable

5. ValueError

• 触发原因：数据类型正确，但传入的值不合法 / 不符合函数要求（与 TypeError 为兄弟异常）
• 示例代码：

python

运行

int("abc") # 报错：ValueError: invalid literal for int() with base 10: 'abc'
float("python") # 报错：ValueError: could not convert string to float: 'python'
lst = [1,2,3]
lst.remove(99) # 报错：ValueError: list.remove(x): x not in list

6. FileNotFoundError

• 触发原因：使用 open() 以读模式（r/r+/rb）打开不存在的文件（写模式会新建文件，不触发）
• 示例代码：

python

运行

open("不存在的文件.txt", "r", encoding="utf-8") # 报错：FileNotFoundError: [Errno 2] No such file or directory: '不存在的文件.txt'

7. AttributeError

• 触发原因：访问对象（类 / 实例）中不存在的属性或方法
• 示例代码：

python

运行

str1 = "hello"
str1.abc # 报错：AttributeError: 'str' object has no attribute 'abc'
lst = [1,2]
lst.add(3) # 报错：AttributeError: 'list' object has no attribute 'add'（列表应为append）

8. NameError

• 触发原因：使用未定义、未赋值的变量名 / 函数名 / 类名
• 示例代码：

python

运行

print(num) # 报错：NameError: name 'num' is not defined
func() # 报错：NameError: name 'func' is not defined

9. IndentationError

• 触发原因：Python 代码缩进格式错误（强缩进语言，空格 / 制表符不可混用）
• 子异常：TabError（专指空格和 Tab 混合缩进）
• 示例代码：

python

运行

if 1>0:
print("test") # 报错：IndentationError: expected an indented block

10. SyntaxError

• 触发原因：代码不符合 Python 语法规则（属于语法错误，非运行时异常）
• 示例代码：

python

运行

if 1>0 # 报错：SyntaxError: invalid syntax（少写冒号）
print("hello) # 报错：SyntaxError: EOL while scanning string literal（引号不闭合）

11. UnicodeDecodeError

• 触发原因：读取文件时，使用的编码格式与文件实际编码不一致（中文场景高频踩坑）
• 示例代码：

python

运行

# GBK编码的文件用UTF-8读取触发异常
open("中文文件.txt", "r", encoding="utf-8").read() # 报错：UnicodeDecodeError: 'utf-8' codec can't decode byte 0xb0 in position 0: invalid start byte

12. OverflowError

• 触发原因：数值运算结果超出 Python 可表示的最大范围（Python3 int 无上限，浮点数 / 特定运算会触发）
• 示例代码：

python

运行

import math
math.exp(1000) # 报错：OverflowError: math range error（指数运算溢出）

三、常用内置异常（28 个，项目开发高频）

3.1 算术 / 数值相关异常

13. FloatingPointError

• 触发原因：浮点运算中出现无法计算的数学错误（Python3 极少触发，C 扩展中多见）
• 示例代码：

python

运行

# Python3中几乎不触发，仅作了解
0.0 / 0.0 # 返回 nan，特殊浮点场景触发该异常

14. DecimalException

• 触发原因：使用 decimal 高精度小数模块时出现数值运算错误（如除以 0、无效精度）
• 示例代码：

python

运行

from decimal import Decimal
Decimal('10') / Decimal('0') # 报错：DecimalException: Division by zero

3.2 序列 / 集合 / 映射相关异常

15. StopIteration

• 触发原因：迭代器遍历到末尾后，继续调用 next() 函数（for 循环会自动捕获）
• 示例代码：

python

运行

lst_iter = iter([1,2,3])
next(lst_iter) # 1
next(lst_iter) # 2
next(lst_iter) # 3
next(lst_iter) # 报错：StopIteration

16. BufferError

• 触发原因：缓冲区操作出错（如写入已关闭的缓冲区、缓冲区大小不匹配）
• 示例代码：

python

运行

# 二进制缓冲区溢出场景触发
buf = bytearray(5)
buf += b"123456" # 无报错，底层溢出时触发BufferError

17. LookupError

• 触发原因：序列 / 映射查找类异常的父类（IndexError、KeyError 均为其子类，极少直接捕获）

18. AssertionError

• 触发原因：assert 断言语句条件判断为 False（用于调试，校验条件）
• 示例代码：

python

运行

num = 5
assert num > 10, "num必须大于10" # 报错：AssertionError: num必须大于10

3.3 文件 / IO 操作相关异常

19. PermissionError

• 触发原因：对文件 / 文件夹执行操作时无对应系统权限（读无权限文件、写只读文件等）
• 示例代码：

python

运行

open("C:/Windows/System32/只读文件.txt", "w") # 报错：PermissionError: [Errno 13] Permission denied: 'xxx'

20. IsADirectoryError

• 触发原因：将文件夹当作文件操作（如用 open() 打开文件夹）
• 示例代码：

python

运行

open("C:/Users/我的文件夹", "r") # 报错：IsADirectoryError: [Errno 21] Is a directory: 'xxx'

21. NotADirectoryError

• 触发原因：将文件当作文件夹操作（如对文件执行遍历 / 创建子目录）
• 示例代码：

python

运行

import os
os.listdir("C:/Users/文件.txt") # 报错：NotADirectoryError: [Errno 20] Not a directory: 'xxx'

22. OSError

• 触发原因：系统级 IO 错误父类（FileNotFoundError/PermissionError 等均为其子类）
• 示例代码：

python

运行

open("Z:/不存在的磁盘/file.txt") # 报错：OSError: [Errno 2] No such file or directory: 'xxx'

23. EOFError

• 触发原因：输入函数（input ()/sys.stdin）读取数据时遇到文件末尾（EOF）
• 示例代码：

python

运行

input() # 控制台按 Ctrl+D → 报错：EOFError: EOF when reading a line

3.4 函数 / 类 / 模块相关异常

24. ImportError

• 触发原因：导入模块失败（模块不存在、路径错误、拼写错误）
• 示例代码：

python

运行

import python_test_12345 # 报错：ImportError: No module named 'python_test_12345'

25. ModuleNotFoundError

• 触发原因：ImportError 子类，专指导入的模块不存在（Python3.6 + 新增）
• 示例代码：

python

运行

import xxx_module # 报错：ModuleNotFoundError: No module named 'xxx_module'

26. RecursionError

• 触发原因：函数递归调用层数超出 Python 默认递归深度（≈1000 层）
• 示例代码：

python

运行

def func():
func()
func() # 报错：RecursionError: maximum recursion depth exceeded

27. TypeError（传参相关补充）

• 触发原因：函数调用时参数数量 / 类型不匹配
• 示例代码：

def add(a, b):
return a + b
add(1) # 报错：TypeError: add() missing 1 required positional argument: 'b'
add(1,2,3) # 报错：TypeError: add() takes 2 positional arguments but 3 were given

28. UnboundLocalError

• 触发原因：函数内部先使用局部变量，后对其赋值（Python 判定变量未绑定）
• 示例代码：

def func():
print(num) # 先使用
num = 10 # 后赋值
func() # 报错：UnboundLocalError: local variable 'num' referenced before assignment

29. RuntimeError

• 触发原因：运行时通用错误，不属于其他具体异常类型（递归未终止、线程死锁等）
• 示例代码：

python

运行

import sys
sys.setrecursionlimit(5)
def f():f()
f() # 报错：RuntimeError: maximum recursion depth exceeded while calling a Python object

30. MemoryError

• 触发原因：程序占用内存超出系统可用内存（创建超大列表、读取超大文件等）
• 示例代码：

python

运行

lst = [1] * 10**10 # 报错：MemoryError（创建100亿元素列表，内存不足）

3.5 其他常用异常

31. UnicodeEncodeError

• 触发原因：字符串写入 / 输出时，编码格式不支持目标字符（如 ASCII 编码写入中文）
• 示例代码：

python

运行

with open("test.txt", "w", encoding="ascii") as f:
f.write("你好Python") # 报错：UnicodeEncodeError: 'ascii' codec can't encode characters in position 0-1: ordinal not in range(128)

32. UnicodeTranslateError

• 触发原因：字符编码转换时出错（存在无法转换的字符）

33. ConnectionError

• 触发原因：网络连接相关错误父类，核心子类：
  • ConnectionRefusedError：连接被拒绝（服务端未启动 / 端口错误）
  • ConnectionAbortedError：连接被中止（服务端主动断开）
  • ConnectionResetError：连接被重置（网络中断 / 服务端重启）
• 示例代码：

python

运行

import socket
s = socket.socket()
s.connect(("127.0.0.1", 9999)) # 端口无服务 → 报错：ConnectionRefusedError: [Errno 111] Connection refused

34. TimeoutError

• 触发原因：网络请求 / 文件操作超时（连接服务器、读取网络数据超时等）
• 示例代码：

python

运行

import socket
s = socket.socket()
s.settimeout(1)
s.connect(("www.xxx.com", 80)) # 超时 → 报错：TimeoutError: timed out

35. ReferenceError

• 触发原因：访问已被垃圾回收销毁的对象弱引用（极少手动触发，框架底层多见）

36. SystemError

• 触发原因：Python 解释器内部出错（代码语法正确，环境损坏等，极少遇到）

37. TabError

• 触发原因：代码混用 Tab 制表符和空格缩进（Python3 强制缩进统一）
• 示例代码：

python

运行

def func():
print(1) # 空格缩进
print(2) # Tab缩进 → 报错：TabError: inconsistent use of tabs and spaces in indentation

38. ValueError（其他场景补充）

• 触发原因：内置函数传入无效参数（如 range () 传负数步长）
• 示例代码：

python

运行

range(10, 0, -0) # 报错：ValueError: zero step for range()

四、少见 / 进阶内置异常（22 个，了解即可）

总结