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Python自定义异常类实现教程 - 完整指南

DuanmuLeiMei
Python
2025-07-27
1888

Python自定义异常类实现教程

提升代码可读性和错误处理能力

为什么需要自定义异常类？

Python内置异常类（如ValueError、TypeError等）可以处理大多数错误情况，但在复杂项目中，自定义异常类能带来以下优势：

提高代码可读性和可维护性
创建特定领域的错误类型
封装额外错误信息和上下文
实现更精细的错误处理逻辑
遵循DRY（不重复自己）原则

创建自定义异常类的基本方法

自定义异常类只需继承自Python的Exception基类或其子类：


# 基本自定义异常类示例
class MyCustomError(Exception):
    """自定义异常基类"""
    pass

# 带错误信息的自定义异常
class ValidationError(Exception):
    """数据验证失败异常"""
    def __init__(self, message, field):
        super().__init__(message)
        self.field = field
        self.message = message
        
    def __str__(self):
        return f"{self.field} 字段验证失败: {self.message}"

完整示例：用户注册验证系统

下面是一个使用自定义异常的用户注册验证系统：


# 定义自定义异常类
class InvalidUsernameError(Exception):
    """用户名无效异常"""
    def __init__(self, username, message="用户名必须为4-20个字符，只能包含字母数字"):
        self.username = username
        self.message = message
        super().__init__(self.message)
        
class InvalidEmailError(Exception):
    """电子邮件无效异常"""
    def __init__(self, email, message="电子邮件格式无效"):
        self.email = email
        self.message = message
        super().__init__(self.message)
        
class PasswordStrengthError(Exception):
    """密码强度不足异常"""
    def __init__(self, message="密码必须至少8个字符，包含大小写字母和数字"):
        self.message = message
        super().__init__(self.message)

# 用户注册验证函数
def validate_user(username, email, password):
    """验证用户注册信息"""
    # 验证用户名
    if len(username) < 4 or len(username) > 20 or not username.isalnum():
        raise InvalidUsernameError(username)
    
    # 验证电子邮件
    if '@' not in email or '.' not in email.split('@')[-1]:
        raise InvalidEmailError(email)
    
    # 验证密码强度
    if len(password) < 8:
        raise PasswordStrengthError("密码长度必须至少8个字符")
    if not any(char.isdigit() for char in password):
        raise PasswordStrengthError("密码必须包含至少一个数字")
    if not any(char.isupper() for char in password):
        raise PasswordStrengthError("密码必须包含至少一个大写字母")
    if not any(char.islower() for char in password):
        raise PasswordStrengthError("密码必须包含至少一个小写字母")
    
    print("用户注册信息验证成功！")

# 测试用例
test_cases = [
    {"username": "user1", "email": "test@example.com", "password": "Pass1234"},  # 有效
    {"username": "u", "email": "test@example.com", "password": "Pass1234"},     # 无效用户名
    {"username": "validuser", "email": "invalid-email", "password": "Pass1234"},# 无效邮箱
    {"username": "validuser", "email": "test@example.com", "password": "weak"}  # 弱密码
]

for test in test_cases:
    try:
        print(f"\n测试用户: {test['username']}")
        validate_user(test["username"], test["email"], test["password"])
    except InvalidUsernameError as e:
        print(f"错误: {e}")
    except InvalidEmailError as e:
        print(f"错误: {e}")
    except PasswordStrengthError as e:
        print(f"错误: {e}")

高级技巧：异常继承层次结构

对于大型项目，创建异常类的层次结构能更好地组织代码：


# 创建异常类层次结构
class DatabaseError(Exception):
    """数据库相关错误基类"""
    pass

class ConnectionError(DatabaseError):
    """数据库连接错误"""
    def __init__(self, message="无法连接数据库"):
        super().__init__(message)

class QueryError(DatabaseError):
    """数据库查询错误"""
    def __init__(self, query, message="查询执行失败"):
        self.query = query
        super().__init__(f"{message}: {query}")

# 使用示例
def execute_query(query):
    try:
        # 模拟数据库操作
        if "DROP" in query:
            raise QueryError(query, "危险操作被阻止")
        # ...执行查询...
    except ConnectionError as e:
        print(f"连接错误: {e}")
    except QueryError as e:
        print(f"查询错误: {e}")
    except DatabaseError as e:
        print(f"数据库错误: {e}")

# 测试
execute_query("SELECT * FROM users")
execute_query("DROP TABLE users")