面试题：Python自定义异常类结合零除错误处理及上下文管理

Question

在Python中，定义一个继承自内置异常类的自定义异常类。编写一个上下文管理器，在执行除法运算（可能出现零除错误）时，如果捕获到零除错误，引发自定义异常，并详细说明这种自定义异常与上下文管理结合在实际项目中的优势和应用场景。

Answer 1

class MyZeroDivisionError(ZeroDivisionError):
    pass


class DivisionContextManager:
    def __enter__(self):
        return self

    def __exit__(self, exc_type, exc_value, traceback):
        if exc_type == ZeroDivisionError:
            raise MyZeroDivisionError("捕获到零除错误，引发自定义异常")
        return True


with DivisionContextManager():
    result = 1 / 0

自定义异常与上下文管理结合在实际项目中的优势和应用场景：

1. 优势：
   • 清晰的错误处理逻辑：自定义异常可以使错误处理逻辑更加清晰，通过自定义异常类名，能快速知道错误的具体类型和来源。在上下文管理器中捕获标准异常并引发自定义异常，让代码的异常处理流程更为直观和有序。
   • 代码的可维护性和扩展性：在大型项目中，可能有多处除法运算。使用上下文管理器和自定义异常，当出现零除错误时，在统一的上下文管理器中进行处理和引发自定义异常，便于集中管理和修改错误处理逻辑。如果后续有新的需求，比如记录异常日志或者根据不同环境进行不同处理，都可以在上下文管理器和自定义异常的基础上方便地扩展。
   • 区分不同类型的异常：自定义异常可以和其他内置异常区分开来，使调用者能更准确地捕获和处理特定的错误情况。例如，在复杂的业务逻辑中，除了零除错误，可能还有其他类型的数值计算错误，通过自定义异常可以更细致地处理不同类型的异常。
2. 应用场景：
   • 金融计算场景：在涉及金钱计算等金融领域的程序中，除法运算频繁，零除错误可能导致严重的业务逻辑错误。通过自定义异常和上下文管理器，可以捕获零除错误并引发自定义异常，同时在异常处理中进行更复杂的操作，如记录错误日志、通知管理员等，以保证金融业务的准确性和稳定性。
   • 科学计算场景：在科学计算程序中，常常会进行各种数学运算。当出现零除错误时，使用自定义异常和上下文管理器可以对这种错误进行针对性处理，避免程序崩溃，并可能尝试其他的计算策略或者记录错误数据用于后续分析。
   • 数据库操作场景：某些数据库查询可能涉及到除法运算来计算比率等数据。在执行这些查询时，如果出现零除错误，通过自定义异常和上下文管理器，可以在数据库操作的上下文环境中捕获并处理错误，避免将无效数据返回给上层应用，同时也可以根据数据库事务的特性进行相应的回滚或处理。