1 · Python: Errors and Exceptions#

https://docs.python.org/3/tutorial/errors.html

Python有两类错误：语法错误（解析期）和异常（运行期）。

1.1 · 异常层级

BaseException           # 所有异常的根基类
├── SystemExit          # sys.exit()
├── KeyboardInterrupt   # Ctrl+C
├── GeneratorExit       # generator.close()
└── Exception           # 所有"常规"异常的基类（捕获时通常用这个）
    ├── ValueError
    ├── TypeError
    ├── OSError
    │   └── FileNotFoundError
    ├── RuntimeError
    │   └── RecursionError
    ├── StopIteration
    ├── ExceptionGroup   # 3.11+
    └── ...

except Exception 能捕获几乎所有异常，但不捕获 SystemExit/KeyboardInterrupt/GeneratorExit。

1.2 · 捕获异常 try/except#

执行流：

1. 执行 try 子句
2. 无异常 → 跳过 except → 执行 else → 执行 finally
3. 有异常 → 匹配第一个 except → 执行 finally；无匹配则 finally 后 re-raise

except 匹配规则：匹配异常是该类或其子类的实例。 先写子类、后写父类。

try:
    x = int(input("number: "))
except ValueError:                 # 捕获特定异常
    print("invalid")
except (TypeError, OSError) as e:  # 多个异常 + 绑定实例
    print(e)
except Exception as e:             # 兜底（捕获后应 re-raise 或记录）
    print(f"Unexpected {e=}, {type(e)=}")
    raise
else:                              # try 没有异常时执行（避免意外捕获）
    print("success")
finally:                           # 无论如何都执行（清理资源）
    print("cleanup")

finally 的陷阱

• finally 中的 return 会吞掉异常和 try 的返回值（3.14 起发 SyntaxWarning，PEP 765）
• finally 中的 break/continue 同理会阻止异常 re-raise

1.3 · 抛出异常 raise#

raise ValueError("bad value")       # 抛出异常实例
raise ValueError                    # 等价于 raise ValueError()
raise                               # re-raise 当前异常（保留原始traceback）

1.4 · 异常链 Exception Chaining#

# 显式链：raise ... from exc → __cause__
try:
    connect()
except ConnectionError as exc:
    raise RuntimeError("DB failed") from exc
# traceback: "The above exception was the direct cause of ..."

# 隐式链：except 中 raise 新异常 → __context__（自动附加）
# traceback: "During handling of the above exception, another exception occurred ..."

# 禁用链：from None
raise RuntimeError("clean msg") from None

1.5 · 自定义异常

约定：命名以 Error 结尾；继承 Exception（不是 BaseException）。

class AppError(Exception):
    """应用基础异常"""

class NotFoundError(AppError):
    def __init__(self, resource: str, id: str):
        self.resource = resource
        self.id = id
        super().__init__(f"{resource} {id} not found")

1.6 · with 语句（预定义清理）#

优于 try/finally 手动关闭；实现了上下文管理器协议 (__enter__/__exit__) 的对象都可用。

with open("file.txt") as f:    # __enter__ / __exit__ 协议
    data = f.read()
# 无论是否异常，f 都会被关闭

1.7 · ExceptionGroup 与 except* (3.11+)#

并发场景下多个任务可能同时失败，需要同时报告多个异常。

# 创建
raise ExceptionGroup("problems", [OSError("e1"), ValueError("e2")])

# 捕获：except* 按类型从 group 中选择性提取
try:
    ...
except* OSError as eg:      # eg 是只含 OSError 的子 ExceptionGroup
    handle_os(eg.exceptions)
except* ValueError as eg:
    handle_val(eg.exceptions)
# 未匹配的异常会继续 re-raise

1.8 · add_note (3.11+)#

常见用法：在 ExceptionGroup 中为每个子异常附加上下文信息（如迭代序号）。

try:
    raise TypeError("bad type")
except Exception as e:
    e.add_note("additional context")  # 追加到 __notes__ 列表
    raise
# traceback 末尾显示 notes

1.9 · 与 Go 错误处理的对比#

维度	Python	Go
机制	异常（抛出/捕获，控制流跳转）	值（返回/检查，显式控制流）
传播	自动沿调用栈向上传播	手动 return err
多错误	ExceptionGroup + except*	errors.Join
封装	raise ... from exc（异常链）	fmt.Errorf("%w", err)
清理	with/finally	defer
穷举	无编译期保证（同Go）	无编译期保证

异常与值的核心区别在于控制流：

• 异常是隐式传播、显式捕获（抛出后自动沿调用栈上跳，不捕获则崩溃）
• 值是显式传播、显式检查（留在当前调用点，不处理则静默吞掉）