面试题：Python异常处理中如何优化try - except块的资源管理

设计模式

上下文管理器模式：
- 使用Python的with语句，它本质上是基于上下文管理器协议。对于文件操作，with语句会在代码块结束时自动关闭文件，无需在try - except - finally块中手动关闭。对于数据库连接，许多数据库驱动也支持上下文管理器协议。
- 例如，对于文件操作：

try:
    with open('example.txt', 'r') as f:
        data = f.read()
        # 这里进行数据处理
except FileNotFoundError as e:
    print(f"文件未找到: {e}")

对于数据库连接（以sqlite3为例）：

import sqlite3

try:
    with sqlite3.connect('example.db') as conn:
        cursor = conn.cursor()
        cursor.execute('SELECT * FROM some_table')
        rows = cursor.fetchall()
        # 这里进行结果处理
except sqlite3.Error as e:
    print(f"数据库错误: {e}")

责任链模式（在处理多层异常时）：
- 当有多个可能的异常处理逻辑时，可以将异常处理逻辑组织成责任链。例如，在一个复杂的ETL（Extract，Transform，Load）过程中，可能先尝试一种数据加载方式，如果失败，再尝试另一种。
- 示例代码（简化示意）：

class ErrorHandler:
    def __init__(self, successor=None):
        self.successor = successor

    def handle(self, error):
        if self.successor:
            self.successor.handle(error)


class DatabaseErrorHandler(ErrorHandler):
    def handle(self, error):
        if isinstance(error, sqlite3.Error):
            print(f"数据库错误处理: {error}")
        else:
            super().handle(error)


class FileErrorHandler(ErrorHandler):
    def handle(self, error):
        if isinstance(error, FileNotFoundError):
            print(f"文件错误处理: {error}")
        else:
            super().handle(error)


# 使用示例
file_handler = FileErrorHandler()
db_handler = DatabaseErrorHandler(file_handler)

try:
    with open('nonexistent.txt', 'r') as f:
        pass
except (FileNotFoundError, sqlite3.Error) as e:
    db_handler.handle(e)

最佳实践

精确捕获异常：
- 不要使用宽泛的except:语句，而应精确捕获特定的异常类型。例如，在文件操作中，只捕获FileNotFoundError、PermissionError等相关异常，在数据库操作中，捕获sqlite3.Error等具体数据库相关异常。这样可以避免捕获到不相关的异常，导致难以调试的问题。
日志记录：
- 在异常处理块中，使用Python的logging模块记录详细的异常信息。这有助于在生产环境中快速定位问题。
- 示例：

import logging

logging.basicConfig(level = logging.ERROR)

try:
    with open('example.txt', 'r') as f:
        data = f.read()
except FileNotFoundError as e:
    logging.error(f"文件未找到异常: {e}", exc_info=True)

资源预检查：
- 在进行资源操作之前，先检查资源是否存在或可用。例如，在打开文件之前，使用os.path.exists检查文件是否存在；在连接数据库之前，检查数据库服务是否正在运行。
- 示例：

import os
import sqlite3

if os.path.exists('example.txt'):
    try:
        with open('example.txt', 'r') as f:
            data = f.read()
    except PermissionError as e:
        print(f"权限不足: {e}")

try:
    conn = sqlite3.connect('example.db')
    cursor = conn.cursor()
    cursor.execute('PRAGMA foreign_keys = ON')
    conn.close()
except sqlite3.Error as e:
    print(f"数据库连接或操作错误: {e}")

潜在性能瓶颈及优化

多次异常捕获开销：
- 性能瓶颈：在循环中频繁进行try - except块操作会带来性能开销，因为每次捕获异常都需要额外的栈操作等。
- 优化：如果可能，将try - except块移到循环外部，或者尽量减少循环内的异常捕获次数。例如，如果在循环中读取文件内容，确保文件在循环外已经成功打开。
资源重复打开与关闭：
- 性能瓶颈：在异常处理中，如果没有正确管理资源，可能会导致资源重复打开与关闭，特别是在循环或递归调用中。
- 优化：使用上下文管理器确保资源在整个代码块中正确管理，避免不必要的打开与关闭操作。例如，在数据库事务中，确保连接在事务结束时正确关闭，而不是在每次操作后都尝试关闭和重新打开。

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面试题：Python异常处理中如何优化try - except块的资源管理

知识考点

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最佳实践

潜在性能瓶颈及优化