在程式開發過程中，我們難免會遇到各種可能發生的錯誤，例如輸入錯誤、零除錯誤、檔案不存在等。這些錯誤如果沒有妥善處理，可能會導致程式崩潰或執行結果不正確。為了避免這些問題，我們可以使用 例外處理 (Exception Handling) 來處理程式中的各類錯誤。Python 提供了強大的 try...except...else...finally 語法來處理例外情況，確保程式能夠正常運行。

1. 例外處理的基本結構

Python 的例外處理主要透過 try 和 except 語法來實現，基本的結構如下：

try:
    # 嘗試執行的代碼
except:
    # 當發生錯誤時的處理方式

2. 使用 try...except...else...finally

當我們使用 try...except 時，還可以搭配 else 和 finally 區塊。這樣可以讓程式更靈活地處理不同情況。

• try：嘗試執行程式碼。
• except：捕捉錯誤並執行對應的處理。
• else：如果 try 中的程式碼沒有發生例外，則執行 else 區塊的程式碼。
• finally：無論是否發生例外，finally 區塊的程式碼都會執行，通常用於釋放資源或清理工作。

範例：

try:
    number = int(input("請輸入一個數字: "))
    result = 10 / number
except ValueError:
    print("輸入錯誤，請輸入一個整數。")
except ZeroDivisionError:
    print("數字不能為零。")
else:
    print(f"計算結果: {result}")
finally:
    print("程式結束。")

3. 捕捉多個例外

有時，我們會遇到多種類型的錯誤。例如，當我們進行數值計算時，可能會遇到 ZeroDivisionError (零除錯誤) 或 ValueError (數值轉換錯誤)。我們可以用一個 except 區塊來同時捕捉多個例外，這樣可以簡化程式結構。

範例：捕捉多個例外

try:
    number = int(input("請輸入一個數字: "))
    result = 10 / number
except (ValueError, ZeroDivisionError) as e:
    print(f"發生錯誤: {e}")
else:
    print(f"計算結果: {result}")
finally:
    print("程式結束。")

在這個範例中，我們同時捕捉了 ValueError 和 ZeroDivisionError，並將錯誤訊息儲存在變數 e 中以供後續使用。

4. 自訂例外

除了 Python 內建的例外類型外，我們還可以定義自己的例外類別，以應對特定的錯誤情況。這樣可以讓我們的程式更加靈活和健壯。

範例：自訂例外

class NegativeNumberError(Exception):
    """自訂錯誤：當數字為負時拋出"""
    pass

try:
    number = int(input("請輸入一個正數: "))
    if number < 0:
        raise NegativeNumberError("數字不能為負數")
    result = 10 / number
except NegativeNumberError as e:
    print(f"自訂錯誤: {e}")
except ZeroDivisionError:
    print("數字不能為零。")
else:
    print(f"計算結果: {result}")
finally:
    print("程式結束。")

在這個例子中，我們定義了一個自訂的例外 NegativeNumberError，並在輸入負數時拋出這個錯誤。這樣我們可以根據自己的需求來設計錯誤處理邏輯。

5. 應用場景與最佳實踐

1. 檔案處理：
   當我們處理檔案時，可能會遇到檔案不存在或讀寫錯誤的情況，這時候例外處理尤為重要。

   try:
       with open("file.txt", "r") as file:
           content = file.read()
   except FileNotFoundError:
       print("找不到檔案。")
   finally:
       print("結束檔案操作。")
   

2. API 請求：
   當進行 API 請求時，網路連接問題或 API 回應錯誤都是常見的問題，這時可以透過例外處理來確保程式的穩定性。

6. 結論

例外處理是撰寫健壯程式的關鍵部分。透過 try...except...else...finally 語法，我們可以靈活地處理程式中可能發生的各種錯誤，從而保證程式的穩定性。同時，捕捉多個例外和自訂例外讓我們的錯誤處理變得更加具體和細緻。在進行任何具有潛在風險的操作時，都應該考慮例外處理，這樣可以確保程式在出錯時能夠有適當的反應，並且不會崩潰。

總結:
使用例外處理可以讓我們的程式更加穩定，並能夠應對各種突發的錯誤情況。無論是簡單的運算錯誤還是檔案處理問題，透過適當的 try...except 語法，我們可以確保程式能夠正確且平順地運行。