Python异常层级结构详解 - BaseException与Exception区别

BaseException
 ├── SystemExit          # 解释器请求退出
 ├── KeyboardInterrupt   # 用户中断执行(Ctrl+C)
 ├── GeneratorExit       # 生成器关闭
 └── Exception           # 所有普通异常的基类
      ├── ArithmeticError
      │    ├── FloatingPointError
      │    ├── OverflowError
      │    └── ZeroDivisionError
      ├── AssertionError
      ├── AttributeError
      ├── BufferError
      ├── EOFError
      ├── ImportError
      │    └── ModuleNotFoundError
      ├── LookupError
      │    ├── IndexError
      │    └── KeyError
      ├── NameError
      │    └── UnboundLocalError
      ├── OSError
      │    ├── FileNotFoundError
      │    ├── PermissionError
      │    └── TimeoutError
      ├── TypeError
      ├── ValueError
      │    └── UnicodeError
      └── RuntimeError
           ├── NotImplementedError
           └── RecursionError

# 使用 __mro__ 查看异常的继承链
def show_exception_hierarchy(exc_class):
    """显示异常类的继承关系"""
    print(f"{exc_class.__name__} 的继承链：")
    for cls in exc_class.__mro__:
        print(f"  → {cls.__name__}")

show_exception_hierarchy(ValueError)
show_exception_hierarchy(FileNotFoundError)
show_exception_hierarchy(ZeroDivisionError)

def process_data(data):
    """处理数据，使用父类异常捕获多种错误"""
    try:
        # 可能抛出多种异常的操作
        result = int(data)
        value = 100 / result
        print(f"结果：{value}")
    except (ValueError, ZeroDivisionError) as e:
        # 也可以写成 except ArithmeticError:
        # 因为 ZeroDivisionError 是 ArithmeticError 的子类
        print(f"处理出错：{type(e).__name__} - {e}")

process_data("abc")       # ValueError
process_data("0")         # ZeroDivisionError
process_data("5")         # 正常：20.0

# 错误示例：捕获BaseException会拦截键盘中断
def bad_exception_handling():
    try:
        while True:
            user_input = input("输入内容（Ctrl+C退出）：")
            print(f"你输入了：{user_input}")
    except BaseException as e:  # 不推荐！
        # 这会捕获 KeyboardInterrupt，导致无法通过Ctrl+C退出
        print(f"捕获了：{type(e).__name__}")

# 正确做法：捕获Exception
def good_exception_handling():
    try:
        while True:
            user_input = input("输入内容（Ctrl+C退出）：")
            print(f"你输入了：{user_input}")
    except Exception as e:  # 推荐
        print(f"发生错误：{e}")

def safe_file_read(filepath):
    """安全读取文件，精确处理不同异常"""
    try:
        with open(filepath, 'r') as f:
            content = f.read()
            # 尝试解析JSON
            import json
            data = json.loads(content)
            return data
    except FileNotFoundError:
        print(f"错误：文件 {filepath} 不存在")
        return None
    except json.JSONDecodeError as e:
        print(f"错误：JSON格式无效 - {e}")
        return None
    except PermissionError:
        print(f"错误：没有权限读取文件 {filepath}")
        return None
    except Exception as e:
        # 兜底捕获其他未知异常
        print(f"未知错误：{type(e).__name__} - {e}")
        return None