捕捉异常之 python、java、JavaScript、go等语言

1. 背景

在面试过程中，经常会遇到被问怎么捕捉和处理异常。。。。

2. 什么是异常

异常（Exception）是编程中的一种概念。它表示在程序执行过程中遇到的错误或异常情况。异常是程序运行时的异常事件，可能导致程序无法按照预期的方式继续执行。当发生异常时，程序的正常流程被打断，如果不做处理，程序通常会终止执行并打印出错误信息。
比如说：在 python 中，当某行代码触发了一个异常，比如除以零、访问不存在的变量或尝试打开一个不存在的文件，Python会创建一个与该错误相关的异常类的实例，并将其抛出。例如，除以零会导致ZeroDivisionError，而尝试访问未定义的变量会抛出NameError。

3. 如何捕捉和处理异常

3.1 python

使用try/except语句来捕获和处理异常。

示例代码：

try:
    # 尝试执行的代码
    # 如果这部分代码引发了一个异常，控制流将立即跳转到相应的except块
    potentially_error_prone_code()

except ExceptionType:
    # 当特定类型的异常发生时，这里将执行
    # ExceptionType 应替换为你要捕获的具体异常类名
    handle_exception()

except Exception:
    # 这个except块将捕获所有未被前面更具体except块捕获的异常
    # 它是一个通用的异常处理器
    generic_error_handling()

else:
    # 如果try块中的代码没有引发异常，此块的代码将被执行
    # 只有在try块成功后才会执行这里的代码
    if_no_exceptions()

finally:
    # 不管是否发生异常，finally块的代码总是会被执行
    # 这通常用于清理资源，如关闭文件或网络连接
    cleanup_operations()

注意点：

try块包含可能引发异常的代码。如果在try块内发生异常，程序将立即跳转到匹配的except块。
except后面可以跟一个或多个异常类型。如果没有指定异常类型，except:将捕获任何类型的异常。
except ExceptionType允许你针对特定类型的异常编写不同的处理逻辑。
except: 没有指定异常类型的块将捕获所有其他未被捕获的异常，作为最后的“兜底”处理。
else块是可选的，只有在try块中没有发生异常时才会执行。
finally块也是可选的，无论是否发生异常，它的代码都会执行，常用于资源清理。

3.2 java

使用try/catch/finally/throws 语句来捕获和处理异常。

示例代码：

try {
    // 可能会抛出异常的代码
    FileReader file = new FileReader("non_existent_file.txt");
} catch (FileNotFoundException e) {
    // 处理FileNotFoundException
    System.out.println("File not found: " + e.getMessage());
} finally {
    // 关闭资源，无论是否发生异常
    if (file != null) {
        try {
            file.close();
        } catch (IOException ioe) {
            // 处理关闭文件时的异常
            ioe.printStackTrace();
        }
    }
}

在这个例子中，如果文件不存在，FileReader构造函数会抛出FileNotFoundException，然后控制权转移至对应的catch块。无论是否捕获到异常，finally块都会确保文件被尝试关闭。

其中字段说明：

try块：
- 包含可能会抛出异常的代码。
- 如果try块中的代码抛出了一个异常，控制流会立即跳转到相应的catch块。
catch块：
- 用于捕获和处理特定类型的异常。
- 可以有多个catch块，每个块处理不同类型的异常。
- catch后面的括号里指定的是异常类，例如IOException，NullPointerException等。
- 如果try块中的异常与catch块匹配，那么对应的catch块的代码将被执行。
finally块：
- 无论是否发生异常，finally块的代码总是会被执行。
- 常用于资源的清理，例如关闭文件流或网络连接。
- 即使在try或catch块中有return语句，finally块的代码也会在返回之前执行。
throw语句：
- 用于显式地抛出一个异常。
- 可以是已知的异常类型，也可以是自定义的异常类实例。
throws关键字：
- 在方法签名中使用，声明方法可能会抛出的异常。
- 如果方法可能会抛出非RuntimeException的检查异常，必须在方法签名中声明，否则编译器会报错。
- 使用throws可以让异常的处理推迟到方法的调用者那里。
try-with-resources语句（Java 7及更高版本）：
- 用于自动关闭实现了AutoCloseable接口的资源。
  这样可以确保即使在异常发生时，资源也能正确关闭，避免资源泄露。

3.3 JavaScript

在JavaScript中，异常处理是通过try…catch…finally结构来实现的，与Python和Java类似，但有一些细微差别

示例代码：

try {
    // 可能会抛出错误的代码
    let nonExistentValue = someNonExistentVariable;
} catch (error) {
    // 处理错误
    console.error("An error occurred: ", error.message);
} finally {
    // 清理资源或执行无论是否抛出错误都需要进行的代码
    // 清理操作
}

其中字段说明：
- try块：包含可能抛出错误的代码。
  如果try块中的代码抛出错误，执行会立即跳转到catch块。
- catch块：用于捕获并处理try块中抛出的错误。
  catch后面可以有一个参数，通常是代表错误对象的变量，例如catch(error)。一旦捕获到错误，catch块的代码就会执行。
- finally块：无论是否发生错误，finally块的代码总会被执行。通常用于清理资源，例如关闭文件或取消网络请求。
- throw语句：用于手动抛出一个错误。你可以创建一个Error对象，或者任何可以转换为字符串的值。

3.4 go

需要注意的是，在Go语言中，异常处理机制与Python、Java或JavaScript有所不同。Go语言没有传统的异常（Exception）概念，而是使用panic和recover来处理错误情况。

示例代码：

func doSomething() (int, error) {
    defer func() {
        if err := recover(); err != nil {
            // 在这里处理panic，通常会转换成错误返回
            log.Printf("Recovered panic: %v", err)
            return -1, fmt.Errorf("an error occurred: %v", err)
        }
    }()
    
    // 可能会panic的代码
    result := 0
    if someCondition {
        result = divideByZero(1, 0) // 这将导致panic
    }
    
    return result, nil
}

func divideByZero(a, b int) int {
    return a / b // 如果b为0，会触发panic
}

在这个例子中，doSomething函数内部的divideByZero调用可能会触发panic。由于divideByZero在defer函数的包裹下，recover可以捕获到这个panic，并将其转换为一个错误返回，而不是让程序崩溃。

其中字段说明：

panic函数：
- 类似于其他语言中的异常抛出，panic函数可以在遇到无法恢复的错误时被调用，中断当前函数的执行。
- 当panic被调用时，会停止执行当前函数的剩余部分，但会执行该函数内任何延迟调用的defer语句。
- panic可以接收一个参数，通常是一个错误信息，这将在控制台输出。
defer语句：
- defer语句用于注册一个函数，该函数会在当前函数返回之前执行。
- defer函数的执行顺序是相反的，即最后声明的defer先执行。
recover函数：
- recover用于捕获panic后的状态。
- recover只能在defer函数中有效，其他地方调用recover将返回nil。
- 当recover捕获到panic时，它会阻止程序崩溃并允许控制流恢复到正常的执行路径。