11 创建自定义异常

在进行 Python 程序设计时，异常处理是一个非常重要的功能，它允许我们开发更加健壮和高效的代码。继上篇内容《异常的类型与捕获》后，本篇将会深入探讨如何创建自定义异常，以便能够更好地描述程序中的错误和异常情况。

什么是自定义异常？

自定义异常是指开发者根据特定需求定义的异常类。这使得我们可以更清晰、更精确地表达程序中的特定错误，从而提升代码的可读性和可维护性。

在 Python 中，所有异常都是继承自 BaseException 类。我们可以创建一个新的异常类，继承自 Exception 类或其子类。

创建自定义异常

以下是一个示例，展示了如何创建和使用自定义异常。

步骤 1：定义自定义异常

首先，我们定义一个自定义异常类。例如，创建一个名为 MyCustomError 的异常：

class MyCustomError(Exception):
    """自定义异常类，表示一个特定的错误"""
    def __init__(self, message):
        self.message = message
        super().__init__(self.message)

在这个例子中，我们在 __init__ 方法中保存了一个错误信息，通过 super().__init__ 调用父类的构造函数。

步骤 2：使用自定义异常

接下来，我们在一个简单的函数中使用这个自定义异常。假设我们有一个计算绝对值的函数，我们希望在输入为负数时抛出 MyCustomError：

def calculate_absolute_value(number):
    if number < 0:
        raise MyCustomError("输入的数字不能为负数")
    return abs(number)

try:
    print(calculate_absolute_value(-10))
except MyCustomError as e:
    print(f"捕获自定义异常: {e.message}")

在这个例子中，当我们调用 calculate_absolute_value(-10) 时，程序会抛出 MyCustomError，并且在 except 块中捕获到该异常，从而输出错误信息。

自定义异常的优点

1. 增强可读性: 自定义异常能够让代码更直观，读者可以快速理解异常的来源。
2. 特定场景: 通过创建特定的异常，可以更好地处理特定的错误情况，而不仅仅依赖于内置异常。
3. 便于调试: 在调试时，自定义异常可以提供更多上下文信息，使得问题的定位更加精准。

结合多个自定义异常

在实际开发中，我们可能会遇到多种类型的错误，这时可以创建多个自定义异常来描述不同的错误。以下是一个例子：

class NegativeNumberError(Exception):
    """输入的数字不能为负数"""
    def __init__(self, message):
        super().__init__(message)

class DivisionByZeroError(Exception):
    """尝试除以零时抛出的异常"""
    def __init__(self, message):
        super().__init__(message)

def safe_divide(x, y):
    if y == 0:
        raise DivisionByZeroError("不能将数字除以零")
    return x / y

def calculate_positive_absolute_value(number):
    if number < 0:
        raise NegativeNumberError("输入的数字必须为非负数")
    return abs(number)

# 使用自定义异常
try:
    print(safe_divide(10, 0))
except DivisionByZeroError as e:
    print(f"捕获异常: {e}")

try:
    print(calculate_positive_absolute_value(-5))
except NegativeNumberError as e:
    print(f"捕获异常: {e}")

在这个示例中，我们定义了两个自定义异常：NegativeNumberError 用于处理负数输入，DivisionByZeroError 用于处理除零错误。我们分别调用了两个函数，并在 try-except 块中捕获了相应的异常。

结语

本篇教程中，我们学习了如何创建和使用自定义异常，这为异常处理提供了更大的灵活性和可读性。接下来，您可以继续学习《调试技巧与使用 pdb》，以进一步提升您的 Python 编程技能和异常处理能力。在调试过程中，了解如何使用自定义异常将有助于快速识别和定位问题。