理解 Python 中的错误

编写代码时，即使是经验丰富的程序员也会犯错。这些错误会导致程序无法正常运行。Python 错误通常分为两大类：语法错误和异常（也称为运行时错误）。理解它们之间的区别是编写更可靠代码的第一步。

语法错误（解析错误）

语法错误是 Python 代码的结构或语法问题。就像人类语言有关于句子结构和标点符号的规则一样，Python 也有关于代码编写方式的规则。如果您违反了这些规则，Python 解释器就无法理解您的指令。

这些错误在程序开始运行之前，在称为解析的阶段就会被检测到。解释器会读取您的代码并检查它是否遵循 Python 的语法规则。如果发现违规，它会立即停止并报告 SyntaxError。

常见的语法错误原因包括：

• 关键字拼写错误（例如，将 while 写成 whlie）。
• 缺少标点符号，例如 if、for 或 def 语句后面的冒号（:）。
• 括号 ()、方括号 [] 或花括号 {} 不匹配。
• 不正确的缩进。

我们来看一个例子：

# 语法错误的例子：缺少冒号
number = 10
if number > 5
    print("Number is greater than 5")

如果您尝试运行此代码，Python 会在执行任何内容之前停止并指出问题：

  File "your_script_name.py", line 3
    if number > 5
                 ^
SyntaxError: expected ':'

错误消息通常会告诉您文件名（your_script_name.py）、检测到错误的行号（第 3 行），有时还会使用插入符号（^）来指示问题的确切位置。它还会提供错误类型（SyntaxError）和简要描述（expected ':'）。由于语法错误会阻止程序启动，因此您必须在代码运行之前修复它们。

异常（运行时错误）

异常，即运行时错误，在程序执行时发生。与语法错误不同，代码结构根据 Python 的规则是语法正确的。然而，在执行期间，程序会遇到意料之外的情况或无法完成的操作。

当发生异常时，Python 会创建一个包含错误信息的“异常对象”。如果您的代码没有处理此异常，程序将停止执行并打印“回溯”，回溯显示导致错误的函数调用序列以及异常本身的详细信息。

以下是一些常见的异常类型：

• TypeError：当对不合适的类型对象执行操作时发生。例如，尝试将数字和字符串相加。

age = 30 message = "My age is: " + age # 尝试将字符串与整数相加 print(message) ```

运行此代码会导致：
```plaintext
Traceback (most recent call last):
  File "your_script_name.py", line 2, in <module>
    message = "My age is: " + age
                           ^~~~~
TypeError: can only concatenate str (not "int") to str
```

• NameError：当您尝试使用尚未定义的变量或函数名时引发。

print(my_variable) # my_variable 从未被赋值 ```

运行此代码会导致：
```plaintext
Traceback (most recent call last):
  File "your_script_name.py", line 1, in <module>
    print(my_variable)
          ^^^^^^^^^^^
NameError: name 'my_variable' is not defined
```

• ValueError：当函数接收到正确类型但值不合适的参数 (parameter)时发生。

number_string = "abc" number = int(number_string) # 无法将 'abc' 转换为整数 print(number) ```

运行此代码会导致：
```plaintext
Traceback (most recent call last):
  File "your_script_name.py", line 2, in <module>
    number = int(number_string)
             ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
ValueError: invalid literal for int() with base 10: 'abc'
```

• ZeroDivisionError：当您尝试将数字除以零时引发。

result = 10 / 0 print(result) ```

运行此代码会导致：
```plaintext
Traceback (most recent call last):
  File "your_script_name.py", line 1, in <module>
    result = 10 / 0
             ~~^~~
ZeroDivisionError: division by zero
```

这只是一些例子；Python 有许多内置的异常类型，用于处理各种运行时错误（例如文件不存在时的 FileNotFoundError，或尝试使用无效索引访问列表元素时的 IndexError）。

主要区别在于时间和原因：语法错误是由于不正确的代码结构而在执行之前捕获的，而异常是由于不可预见的情况或对数据进行无效操作而在执行期间发生的。虽然您必须修复语法错误才能运行代码，但异常通常可以在程序内部被预料到并妥善处理。本章的以下部分将详细说明如何使用 Python 的 try、except、else 和 finally 块来管理这些运行时异常。