Python进阶教程：如何自定义异常（附电商库存管理案例）

在Python中，你可以使用异常（exceptions）来预期和处理那些干扰程序正常执行流程的错误。Python内置了许多常见的异常，例如ValueError、TypeError和KeyError，但有些情况下，我们需要创建自定义异常，以专门处理程序中特有的错误条件。

创建自定义异常不仅可以提高代码的可读性和可维护性，也能让调试变得更容易。当内置异常过于通用时，自定义异常允许你处理应用中特定的错误情况。

在本教程中，我们将通过编写一个简单的电商库存管理系统，学习如何在Python中创建自定义异常。

Python中创建自定义异常的方法

你可以通过继承Python内置的Exception类来创建自定义异常：

class MyCustomError(Exception):     """针对特定错误的自定义异常"""     pass

现在，我们将在一个示例库存管理系统中实现自定义异常。

为电商库存管理系统创建自定义异常类

你可以在GitHub上查看本教程的全部代码。

我们将模拟一个简单的电商库存系统，并针对以下几种情况创建自定义异常：

产品缺货：当商品库存不足时。

无效的产品ID：当输入的产品ID在库存中不存在时。

超出购买限制：当用户购买的数量超过允许购买的最大数量时。

定义自定义异常类

我们将定义三个自定义异常类来处理上述情况：

OutOfStockError：当商品库存降至零时触发。

InvalidProductIDError：当提供的产品ID无效或不存在时触发。

PurchaseLimitExceededError：当用户购买数量超过允许的上限时触发。

class OutOfStockError(Exception):     """商品缺货时触发的异常"""

def __init__(self, product_name):

  self.product_name = product_name

  super().__init__(f"'{self.product_name}' 已经缺货")

class InvalidProductIDError(Exception):     """无效产品ID时触发的异常"""

def __init__(self, product_id):

  self.product_id = product_id

  super().__init__(f"产品ID '{self.product_id}' 无效")

class PurchaseLimitExceededError(Exception):     """超出购买限制时触发的异常"""

def __init__(self, product_name, limit):

  self.product_name = product_name

  self.limit = limit

  super().__init__(

      f"'{self.product_name}' 的单次购买量不能超过 {self.limit} 件"

  )

创建库存类

接下来，我们创建一个Inventory类，模拟商品的库存情况、库存水平以及购买限制。

class Inventory:     definit(self):         self.products = {             'P001': {'name': '笔记本电脑', 'stock': 5, 'max_purchase_limit': 2},             'P002': {'name': '智能手机', 'stock': 0, 'max_purchase_limit': 5},         }

在products字典中，每个产品ID都对应商品名称、库存数量和购买限额。

实现购买逻辑并抛出自定义异常

接下来，我们在Inventory类中添加一个purchase方法，用于检查产品ID是否有效、库存是否充足以及购买量是否超过限制。根据这些条件，方法会触发相应的自定义异常。

def purchase(self, product_id, quantity):     if product_id not in self.products:         raise InvalidProductIDError(product_id)

product = self.products[product_id]

if product['stock'] == 0:

  raise OutOfStockError(product['name'])

# 检查购买数量是否超过最大购买限制

if quantity > product['max_purchase_limit']:

  raise PurchaseLimitExceededError(product['name'], product['max_purchase_limit'])

# 执行购买操作

if quantity <= product['stock']:

  product['stock'] -= quantity

  print(f"成功购买 {quantity} 件 {product['name']}。")

else:

  raise OutOfStockError(product['name'])

方法首先检查产品ID是否存在，如果不存在则触发InvalidProductIDError。如果商品没有库存，则触发OutOfStockError。

如果请求的购买数量超过限额，则触发PurchaseLimitExceededError。如果所有条件都满足，则减少库存并打印成功购买的信息。

测试并处理异常

现在，我们通过不同的场景测试系统，并根据需要捕获和处理异常。

我们使用try-except语句处理异常，并打印相应的错误消息。

测试库存管理系统

inventory = Inventory()

try:     inventory.purchase('P001', 1)  # 成功购买     inventory.purchase('P002', 1)  # 触发OutOfStockError except OutOfStockError as e:     print(f"错误：{e}") except InvalidProductIDError as e:     print(f"错误：{e}") except PurchaseLimitExceededError as e:     print(f"错误：{e}")

我们尝试购买一台笔记本电脑（P001），购买成功。接着，我们尝试购买一台智能手机（P002），但是该商品缺货，因此触发OutOfStockError。

成功购买 1 件 笔记本电脑。 错误：'智能手机' 已经缺货

再测试一下用户超出购买限制的情况：

try:     inventory.purchase('P001', 3)  # 触发PurchaseLimitExceededError except OutOfStockError as e:     print(f"错误：{e}") except InvalidProductIDError as e:     print(f"错误：{e}") except PurchaseLimitExceededError as e:     print(f"错误：{e}")

这里我们尝试购买3台笔记本电脑（P001），但该产品单次购买限额为2台，因此触发了PurchaseLimitExceededError，这一异常被捕获并处理。

错误：'笔记本电脑' 的单次购买量不能超过 2 件

结语

自定义异常是一种有效的方法，可用于Python应用程序中特定错误状态的管理。本教程中，我们演示了如何为电商库存系统定义自定义异常。总结一下：

自定义异常让你以更明确的方式描述错误，显著提升代码可读性。

当错误专门针对特定情况时，更容易识别和定位问题。

你可以将相关联的错误归类到同一异常类，也可以根据具体场景分别处理每个异常。

本教程的全部代码已在GitHub中提供。现在你已经掌握了基础知识，不妨在自己的项目中实践一下，看看如何使用自定义异常来处理特定的应用场景错误吧！祝你编码愉快！