作者：李晓辉

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Python 系列：使用 raise 主动引发异常，让程序学会检查数据

上一篇我们认识了 Python 的常见异常类型，学习了 ValueError、TypeError 等异常的区别，也了解了如何使用 try 和 except 捕获异常。

不过，异常通常有两种来源。

一种是 Python 在执行代码时发现了问题。例如，使用 int("abc") 将无法转换的字符串转成整数，就会产生 ValueError。

另一种是程序本身有明确的业务规则。例如，年龄不能为负数。虽然 -5 是合法的整数，但它不符合我们的业务要求。

这时，我们就需要使用 raise 主动引发异常。

这篇文章就从一个简单的年龄检查程序开始，学习如何使用 raise 检查数据、主动引发异常，以及配合 try 和 except 完整处理输入错误。

为什么需要主动引发异常

先看一个简单的例子。

假设我们希望编写一个程序，让用户输入年龄，并输出输入的结果。

创建 raise_demo.py，写入下面的代码：

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3

age = int(input("请输入年龄："))

print(f"你的年龄是：{age}")

运行程序：

1	python3 raise_demo.py

如果输入 18，程序会正常输出：

1 2	请输入年龄：18 你的年龄是：18

但如果输入 abc，程序就会报错。

原因是 input() 读取到的内容始终是字符串，而 int() 无法将 "abc" 转换为整数，因此会产生 ValueError。

还有一种情况：如果输入 -5，程序却可以正常输出：

1 2	请输入年龄：-5 你的年龄是：-5

这是因为对于 Python 来说，-5 是合法的整数。int() 只负责转换数据类型，并不知道年龄不能为负数这样的业务规则。

因此，我们需要在程序中主动检查输入数据。

使用 raise 主动引发异常

Python 提供了 raise 语句，用于主动引发异常。

例如：

age = -5

if age < 0:
    raise ValueError("年龄不能为负数")

print(f"你的年龄是：{age}")

运行程序后，会产生 ValueError，异常信息为：

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3

Traceback (most recent call last):
  ...
ValueError: 年龄不能为负数

这段代码可以分成三个部分理解。

if age < 0：检查年龄是否小于零。
raise ValueError("年龄不能为负数")：如果条件成立，就主动引发 ValueError。
print(...)：只有前面的代码没有引发异常，程序才会继续执行到这里。

这里的 raise 可以理解为程序主动发出的一个信号：当前数据不符合要求，需要停止正常流程，并交由异常处理机制处理。

需要注意，raise 并不是用来修复错误的。它负责指出问题，具体如何处理，则取决于程序是否编写了相应的异常处理代码。

补全异常捕获，让程序能够处理输入错误

前面的例子还有一个问题。

如果用户输入 abc，程序会因为 int() 转换失败而报错；如果用户输入 -5，程序又会因为我们主动引发的异常而报错。

在实际应用中，我们通常不希望程序直接把错误信息和调用栈显示给普通用户，而是希望给出清晰的提示，让用户有机会重新输入。

这就需要把 raise 与之前学习的 try 和 except 结合起来。

将 raise_demo.py 修改为下面的完整代码：

try:
    age = int(input("请输入年龄："))

    if age < 0:
        raise ValueError("年龄不能为负数")

except ValueError as e:
    print(f"输入错误：{e}")

else:
    print(f"你的年龄是：{age}")

运行程序：

1	python3 raise_demo.py

我们分别测试几种不同的输入。

输入正常的年龄

输入 18：

1 2	请输入年龄：18 你的年龄是：18

程序的执行过程如下：

input() 读取输入内容 "18"。
int() 将字符串转换为整数 18。
age < 0 的判断结果为 False，不会执行 raise。
try 代码块正常执行结束，程序进入 else，输出年龄。

输入非数字内容

输入 abc：

1 2	请输入年龄：abc 输入错误：invalid literal for int() with base 10: 'abc'

这次，程序在执行 int(input(...)) 时就产生了 ValueError。

因为异常发生在 try 代码块内部，Python 会跳过该代码块中剩余的语句，查找匹配的 except。

这里的 except ValueError as e 捕获了异常，并将异常对象赋值给变量 e。通过 print(f"输入错误：{e}")，程序就可以显示异常所携带的信息。

输入负数

输入 -5：

1 2	请输入年龄：-5 输入错误：年龄不能为负数

这次，int() 转换成功，程序继续执行年龄检查。

由于 age < 0 的判断结果为 True，程序执行：

1	raise ValueError("年龄不能为负数")

主动引发 ValueError。

随后，程序进入同一个 except ValueError as e 分支，输出我们自定义的错误信息。

这就说明，自动产生的异常和使用 raise 主动引发的异常，都可以由匹配的 except 捕获。

不过，这里也有一个值得注意的地方：非数字输入和负数输入虽然原因不同，但在这个示例中都使用了 ValueError。因此，捕获后需要根据实际需求决定如何向用户解释问题。

如果希望给两种错误显示不同的提示，可以将输入转换和业务检查分别处理。

让不同的错误显示不同的提示

在刚才的例子中，输入 abc 时，Python 返回的是比较技术化的错误信息：

1	invalid literal for int() with base 10: 'abc'

对于刚接触程序的用户来说，这样的信息不够直观。

我们可以把数据转换和业务检查分开，分别给出更清晰的提示：

try:
    age = int(input("请输入年龄："))

except ValueError:
    print("输入格式错误，请输入整数！")

else:
    try:
        if age < 0:
            raise ValueError("年龄不能为负数")

    except ValueError as e:
        print(f"输入错误：{e}")

    else:
        print(f"你的年龄是：{age}")

运行后，输入不同内容会得到不同的结果。

输入 abc：

1 2	请输入年龄：abc 输入格式错误，请输入整数！

输入 -5：

1 2	请输入年龄：-5 输入错误：年龄不能为负数

输入 18：

1 2	请输入年龄：18 你的年龄是：18

这里使用了两个 try 代码块。

第一个负责将输入转换为整数。如果转换失败，就输出格式错误提示。

只有转换成功后，程序才会进入外层的 else，继续检查年龄是否符合业务规则。第二个 try 用于捕获负数检查过程中主动引发的 ValueError。

这种写法能清楚地区分两类问题，但代码也更长了。对于简单的入门示例，前面使用一个 try 和一个 except 的版本通常更容易理解；如果业务逻辑越来越复杂，再根据实际需要拆分处理过程。

raise 和 except 是如何配合工作的

现在，我们已经知道如何使用 raise 主动引发异常，也知道如何使用 except 捕获异常。

可以把两者的关系理解为：

raise：发现不符合要求的情况后，主动引发异常。
except：发现有匹配的异常后，执行相应的处理逻辑。

它们可以配合起来，让程序在发现问题时及时停止当前的正常执行流程，并转入异常处理流程。

下面用流程图梳理完整过程。

flowchart TD
    A["开始执行程序"] --> B["读取用户输入"]
    B --> C["使用 int() 转换为整数"]
    C --> D{"转换是否成功？"}

    D -->|否| E["自动产生 ValueError"]
    D -->|是| F{"年龄是否小于 0？"}

    F -->|是| G["raise 主动引发 ValueError"]
    F -->|否| H["进入 else，输出年龄"]

    E --> I["except 捕获 ValueError"]
    G --> I

    I --> J["输出错误提示"]
    H --> K["程序正常结束"]
    J --> K

    classDef normal fill:#e3f2fd,stroke:#1976d2,color:#0d47a1;
    classDef decision fill:#fff3e0,stroke:#ef6c00,color:#e65100;
    classDef error fill:#ffebee,stroke:#c62828,color:#b71c1c;
    classDef endNode fill:#e8f5e9,stroke:#388e3c,color:#1b5e20;

    class A,B,C,H normal;
    class D,F decision;
    class E,G,I,J error;
    class K endNode;

这张图里有两条需要重点理解的路径：

转换失败：输入非数字内容，int() 自动产生 ValueError，程序进入 except。
业务检查失败：整数转换成功，但年龄小于零，程序通过 raise 主动引发 ValueError，随后同样进入 except。

如果输入合法整数，程序就不会引发异常，而是进入 else，输出正常结果。

raise 什么时候适合使用

raise 常用于程序已经发现某个条件不符合要求，需要明确报告问题的场景。

例如：

年龄不能为负数。
端口号必须处于有效范围。
配置文件中必须包含某个必填参数。
调用某个业务功能时，传入的参数不符合要求。

不过，不是所有不合法输入都必须通过 raise 处理。

例如，用户输入非数字内容时，程序可以捕获 ValueError，提示用户重新输入。如果业务代码发现一个不可能成立的条件，也可以主动引发异常，避免程序继续使用错误的数据。

关键在于：先明确什么情况属于错误，再决定应该使用哪种异常，以及由哪一层代码负责处理。

写在最后

通过这篇文章，我们学习了如何使用 raise 主动引发异常，并将它与 try、except 和 else 结合起来，完成一个可以处理输入错误的年龄检查程序。

现在，你应该能够区分两种常见情况：

Python 在执行操作时自动产生异常，例如将 "abc" 转换为整数时产生 ValueError。
程序根据业务规则主动引发异常，例如发现年龄为负数时使用 raise ValueError(...)。

同时，我们还补全了异常捕获流程，分别处理非数字输入、负数输入和正常输入。

下一篇，我们将学习如何定义自己的异常类型，让程序能够使用更贴近实际业务含义的异常来描述问题。