Python语法错误是程序中最常见的错误。这是因为开发人员不符合要求Python由语法代码引起的错误，包含语法错误的程序不能由解释器解释，程序必须修改才能正常运行。例如，在程序中缺少符号或0删除：

while True     print("语法错误")      ---------------------- a = 1/0 

上述示例代码都有语法错误，无法分析，会报告SyntaxError的错误。Python中所有的异常均由类实现，所有的异常都继承自类BaseException。BaseException包括四个子类，其中子类Exception大多数常见的异常父类，如SyntaxError，ZeroDivisionError等都是其子类。

• Exception常见子类如下：

Python程序运行中的异常会导致程序崩溃，因此开发人员需要友好地处理程序运行中的异常。Python中使用try—except语句捕获异常，它还可以与else、finally组合使用的异常处理。

语法格式如下：

try:  代码可能异常 except 异常类型：  语句处理错误 

try…except句子的执行过程如下：

1. 限制性try子句；
2. 若try如果句子没有异常，则忽略except子句中的代码；
3. 若try如果句子异常，则忽略try执行子句中剩余的代码except子句的代码。

# try...except语句 try:     a = 5 / 0 except:     print("0不能作为除数。") 

try…except语句可以捕获和处理程序运行中的单个异常、多个异常或所有异常except在句子中使用关键词as获取系统反馈异常的具体信息：

• **捕获程序运行中的单个异常：**需要在except具体异常类别在句子中指定。

try:     a = 5 / 0 except ZeroDivisionError as e:     print(f"异常原因:{ 
          e}")      # 如果指定的异常与程序产生的异常不一致，程序运行仍将崩溃 

• **捕获程序运行中的多种异常：**多个异常放到元组里进行处理。

try:
    print(name)
    list01 = ["python", "java", "C", "C++"]
    print(list01[5])
except (NameError, IndexError) as e:
    print(f"异常原因{ 
          e}")

​ 在上述代码中，只能输出第一个异常，因为程序解释器在遇到第一个异常后就去执行except语句里的内容，所以并不会输出IndexError的异常。也可以尝试拆分except子句变成以下结构：

try:
    print(name)
    list01 = ["python", "java", "C", "C++"]
    print(list01[5])
except NameError as e:
    print(f"异常原因{ 
          e}")
except IndexError as e:
    print(f"异常原因{ 
          e}")  

• **捕获所有异常：**捕获所有的异常可以有两种方式，捕获异常类的父类Exception；省略异常类。

try:
    print(name)
    list01 = ["python", "java", "C", "C++"]
    print(list01[5])
# except Exception as e:
# print(f"异常原因{e}")
except:
	print("程序出现异常，原因未知")

​ 异常处理的主要目的时放置外部环境变化导致程序产生无法控制的错误，而不是处理程序的设计错误。因此将所有代码都用try子句包含起来的做法是不推荐的，try子句应尽量只包含可能产生异常的代码，当try子句出现错误时应执行else语句中的代码，格式为：

try:
    可能出现错误的语句
except:
    出错后执行的语句
else:
    未出错执行的语句

​ 如某程序员的分页显示功能可以根据用户输入控制每页显示多少条数据，但要求用户输入的数据为整数类型，如果输入数据符合要求则显示，如果不符合要求，则显示默认条数的数据：

# else子句
num = input("请输入分页显示的数据条数：")
try:
    page_size = int(num)
except Exception as e:
    page_size = 20
    # 不符合输入要求，显示20页默认数据
    print(f"当前页显示{ 
          page_size}条数据")
else:
    # 符合要求，显示输入数字的页数
    print(f"当前页显示{ 
          num}条数据")

以上程序当输入正常时会显示出入的数据，输入不符合要求时，会展示默认20条数据。

​ finally子句和try…except语句连用时，无论try…except是否捕获到异常，finally子句后的代码都会被执行，语法格式为：

try:
    可能出错的语句
except：
	出错后执行的语句
finally:
    一定会被执行的语句

​ Python在处理文件时，为避免打开的文件占用过多资源，在完成对文件的操作后需要使用close()方法关闭文件。为了确保文件一定会被关闭，可以将关闭操作放在finally子句中。

# finally子句
try:
    file = open("异常.txt",'r')
    file.write("人生苦短，快用python")
except Exception as e:
    print("写入文件失败",e)
finally:
    file.close()
    print("文件已关闭")

​ Python程序中的异常不仅可以由系统抛出，还可以由开发人员使用关键字raise主动抛出。只要异常没有被处理就会被向上传递，直至最顶层已没有被处理，则会使用系统默认的方式处理（程序崩溃）。另外还可以使用assert语句检测一个表达式是否符合要求，不符合要求则抛出异常。

raise语句用于引发特定的异常，使用方法大致可分为以下3种：

• 由异常类名引发异常；
• 由异常对象引发异常；
• 由程序中出现过的异常引发异常。

在raise语句后添加具体的异常类，使用类名引发异常，语法格式如下：

raise 异常类名

当raise语句指定了异常的类名时，Python解释器会自动创建该异常类的对象，进而引发异常。

raise NameError

运行结果：

使用类名引发异常的语法格式如下：

raise 异常对象

name = NameError
raise name

运行结果：

仅使用关键字raise可重新引发刚才发生的异常，语法格式如下：

raise

例如：

try:
    num
except NameError as e:
    raise

运行结果如下：

​ 如果程序中的异常没有被处理，默认情况下会将该异常传递给上一级，如果上一级仍然没有处理，会继续向上传递，直至异常被处理或程序崩溃。

​ 以下案例通过计算一个正方形面积的示例演示异常的传递。程序中共包含3个函数：get_width()用于计算正方形的边长；calc_area()用于计算正方形面积；show_area()用于展示计算正方形的面积：

# 计算正方形面积演示异常的传递
# 计算边长
def get_width():
    print("get_width()开始执行了。。。")
    num = int(input("请输入除数："))
    # 发生异常
    width_len = 10/num
    print("get_width()执行结束。。。")
    return width_len
# 计算正方形面积
def calc_area():
    print("calc_area()开始执行。。。")
    width_len = get_width()
    print("calc_area()结束执行。。。")
    return width_len * width_len
# 展示数据
def show_area():
    try:
        print("show_area()开始执行。。。")
        area_val = calc_area()
        print(f"正方形的面积是：{ 
          area_val}")
        print("show_area()结束执行。。。")
    except ZeroDivisionError as e:
        print(f"捕获异常{ 
          e}")

if __name__ == '__main__':
    show_area()

​ 上述代码get_width()函数使用变量num接收用户接收的除数，通过 width_len = 10/num计算正方形的边长，如果输入的为0，程序会引发ZeroDivisionError异常。因为get_width()函数中并没有捕获异常的语句，所以get_width()函数的异常向上传递给calc_area()函数，而calc_area()函数中也没有捕获异常的处理，只能将一场信息继续向上传递给sow_area()。

执行结果：

​ assert断言语句用于判断一个表达式是否为真，如果为True，不做任何操作，否则引发AssertError的异常。其语法格式如下：

assert 表达式[,参数]

表达式时assert语句的判定对象，参数通常是一个自定义的描述异常具体信息的字符串。

判断一个会员管理系统要求会员的年龄必须大于18岁，则可以对年龄进行断言:

age = 17
assert  age >= 18, "年龄必须大于18岁"

以上代码表达式值为False，所以系统抛出了AssertError异常，并显示了异常信息：

​ assert断言语句多用于程序开发测试阶段，主要目的是确保代码的正确性。如果开发人员能确保程序正常执行，那么不建议使用assert语句抛出异常。

​ Python虽然涵盖了编程时绝大多数的异常，但仍然难以包含所有的异常，所以Python允许开发人员自定义异常，自定义异常子需要创建一个类，让它继承Exception或其他异常类即可。

​ 如定义一个自定义异常类CustomError，让它继承Exception：

# 自定义CustomError异常类
class CustomError(Exception):
    pass

定义好的自定义异常需要配合try…except语句或raise语句来使用：

try:
    pass
    raise CustomError("出现客户端异常")
except CustomError as e:
    print(e)

上述代码在try语句中通过raise语句引发自定义异常类，同时还为异常指定提示信息。

自定义异常和普通类一样，也可以包含属性和方法，但一般情况下不添加或者只为其添加几个用于描述异常的详细信息的属性即可。

定义一个检测用户上传图片格式的异常位FileTypeError，在FileTypeError类的构造方法中调用父类的__init__()方法并将异常信息作为参数，代码如下:

class FileTypeError(Exception):

    def __init__(self,err = "仅支持jpg/png/gif格式的图片"):
        super().__init__(err)

flie_name = input("请上传图片：")
try:
    if flie_name.split(".")[1] in ["jpg","png","gif"]:
        print("上传成功")
    else:
        raise  FileTypeError()
except FileTypeError as e:
    print(e)

​ 使用finally子句虽然能处理关闭文件的操作，但这种方法过于繁琐，每次都需要编写调用close()方法的代码。因此，Python引入了with语句替代finally语句中调用close()方法释放资源。with语句仅支持创建资源，抛出异常，释放资源等操作，兵=并且可以简化代码。

​ with语句适用于对资源进行访问的场合，无论资源在使用过程中是否发生异常，都可以使用with语句保证执行释放的资源操作。其语法格式如下：

with 上下文表达式 [as 资源对象]:
    语句体

以上语法的上下文表达式返回一个上下文管理器对象，如果指定了as子句，将上下文管理对象的__enter__()方法的返回值赋值给资源对象，资源对象可以是一个单个的变量，也可以是一个元组。

使用with语句操作文件对象的示例：

with open('a.txt') as file:
    for aline in file:
        print(aline)

上述示例可以打开a.txt文件，如果文件顺利打开则会将文件对象赋值给file对象，然后通过for循环进行遍历输出，当对文件遍历之后，with语句会关闭文件；如果文件不能顺利打开，with语句也会关闭a.txt文件。

注意：不是所有对象都可以使用with语句，只有支持上下文管理协议的对象才可以使用，目前支持该协议的对象如下：file,decimal.Context,thread.LockType,threading.BoundedSemaphore,threading.Condition,threading.Lock,threading.RLock,threading.Semaphore。

with语句之所以能自动关闭资源，是因为它使用了一种名为上下文管理的技术管理资源。

1.上下文管理协议(Context Manager Protocol)

上下文管理协议包括__enter__()和__exit__()方法，支持该协议的对象均需要实现这两个方法。它们的用法如下：

• enter(self):进入上下文管理器调用此方法，它的返回值被放入with…as…语句的as说明符指定的变量中。
• exit(self,type,value,traceback):离开上下文管理器时调用此方法。在该方法中的参数type,value,traceback分别表示异常的类型、异常值、异常回溯追踪。如果__exit__()方法内部引发异常，该异常会覆盖掉其执行体中引发的异常。处理异常时不需要抛出异常，只需要返回False。

2.上下文管理器(Context Manager)

支持上下文管理协议的对象就是上下文管理器，这种对象实现了__enter__()和__exit__()方法，通过with语句即可调用上下文管理器，它负责建立运行时的上下文。

3.上下文表达式(Context Expression)

with语句中的关键字with之后的表达式返回一个支持上下文协议的对象，也就是返回一个上下文管理器。

4.运行时上下文

由上下文管理器创建，通过上下文管理器的__enter__()和__exit__()方法实现。enter()方法在与具体之前执行，exit（）方法在与具体执行之后执行。

在开发中可以根据实际情况设计自定义上写问管理器。只需要让自定义的类支持上下文管理协议，并实现__enter__()和__exit__()方法即可。

# 自定义上下文管理器
class File(object):
    """自定义实现上下文管理器"""

    def __init__(self, filename, mode):
        self.filename = filename
        self.mode = mode

    def __enter__(self):
        self.f = open(self.filename, self.mode)
        return self.f

    def __exit__(self, exc_type, exc_val, exc_tb):
        self.f.close()


with File("a.txt", "wb") as f:
    f.write("哈哈哈,hahah".encode("utf8"))
    print("写入成功")

实现身份归属地查询添加异常：

import json
try:
    f = open("身份证码值对照表.txt", 'r', encoding='utf-8')
    content = f.read()
    content_dict = json.loads(content)  # 转换为字典类型
    address = input('请输入身份证前6位:')
    for key, val in content_dict.items():
        if key == address:
            print(val)
    f.close()
except FileNotFoundError:
    print("文件不存在")

身份证码值对照表.txt：