何时该返回None/错误码？何时该主动抛出异常？决策流程图解

在程序设计中，选择返回none/错误码还是抛出异常取决于错误的性质和场景。1. 若错误是预期内的、可接受的情况，如无效输入、资源不存在、性能敏感场景或与底层代码交互，则返回none/错误码；2. 若错误表明严重问题，如程序逻辑错误、外部环境异常、违反api约定或错误不可恢复，则应抛出异常。设计时需分别考虑错误码定义与传递、异常类型与安全等要素，并避免滥用异常以保持代码清晰。

在程序设计中，None/错误码和异常是处理错误或特殊情况的常见方式。选择哪种方式取决于多种因素，包括函数的用途、错误的严重程度以及调用者的期望。简单来说，如果错误是预期内的、可以接受的情况，通常返回None/错误码；如果错误表明程序存在严重问题，或者调用者无法合理处理，则抛出异常。

解决方案

何时该返回None/错误码，何时该主动抛出异常，并没有绝对的规则，需要根据具体场景进行权衡。

返回None/错误码的情况

• 预期内的无效输入： 当函数接收到无效的输入，但这种输入是可以预见的，并且不会导致程序崩溃时，返回None或特定的错误码是一个合理的选择。例如，一个从列表中查找元素的函数，如果元素不存在，返回None。
• 资源不存在： 尝试访问不存在的资源（如文件、数据库记录），可以返回None或特定的错误码，告知调用者资源未找到。
• 性能敏感场景： 在某些性能要求极高的场景下，异常处理可能会带来额外的开销。此时，使用错误码可以避免异常的创建和销毁，提高程序效率。但要注意，这需要仔细评估，避免因过度优化而牺牲代码的可读性和可维护性。
• 与C/C++等底层代码交互： 在与C/C++等底层代码交互时，通常使用错误码来传递错误信息，因为这些语言本身并没有完善的异常处理机制。

抛出异常的情况

• 程序逻辑错误： 当程序内部出现不应该发生的错误，例如空指针引用、数组越界等，应该立即抛出异常，终止程序执行，以便及时发现和修复问题。
• 外部环境异常： 当程序依赖的外部环境出现异常，例如网络连接中断、磁盘空间不足等，应该抛出异常，告知调用者无法继续执行。
• 违反API约定： 如果调用者违反了API的约定，例如传递了错误的参数类型、未初始化对象等，应该抛出异常，强制调用者遵守API规范。
• 错误无法被忽略或恢复： 有些错误表明程序的状态已经损坏，无法继续执行。此时，抛出异常是最好的选择，避免程序在错误的状态下继续运行，导致更严重的后果。

如何设计一个返回None/错误码的函数？

设计返回None/错误码的函数时，需要考虑以下几个方面：

• 错误码的定义： 定义清晰、明确的错误码，方便调用者理解和处理错误。可以使用枚举类型或常量来定义错误码。
• 错误码的传递： 使用返回值或输出参数来传递错误码。如果使用返回值，通常约定成功返回0，失败返回非0错误码。如果使用输出参数，需要确保调用者能够正确地获取和处理错误码。
• 错误信息的描述： 提供详细的错误信息，帮助调用者定位和解决问题。可以将错误信息记录到日志中，或者通过返回值或输出参数传递给调用者。
• 错误处理策略： 制定合理的错误处理策略，例如重试、降级、报警等。根据错误的严重程度和影响范围，选择合适的处理方式。

如何设计一个抛出异常的函数？

设计抛出异常的函数时，需要考虑以下几个方面：

• 异常类型的选择： 选择合适的异常类型，能够清晰地表达错误的含义。可以使用标准异常类型，也可以自定义异常类型。
• 异常信息的描述： 提供详细的异常信息，包括错误的原因、发生的位置、相关的数据等。
• 异常处理策略： 制定合理的异常处理策略，例如捕获并处理、重新抛出、终止程序等。根据错误的严重程度和影响范围，选择合适的处理方式。
• 异常安全： 确保函数在抛出异常后，程序的状态仍然是安全的，不会出现资源泄露、数据损坏等问题。可以使用RAII（Resource Acquisition Is Initialization）等技术来保证异常安全。

如何选择：流程图解

一个简化的决策流程如下：

graph TD
    A[函数/方法被调用] --> B{是否预期内的无效输入？};
    B -- 是 --> C{是否需要高性能？};
    C -- 是 --> D[返回错误码/None];
    C -- 否 --> E[抛出异常];
    B -- 否 --> F{是否程序逻辑错误或外部环境异常？};
    F -- 是 --> E;
    F -- 否 --> G{是否违反API约定？};
    G -- 是 --> E;
    G -- 否 --> H{错误是否可忽略或恢复？};
    H -- 否 --> E;
    H -- 是 --> D;

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如何优雅地处理混合使用None/错误码和异常的代码？

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在实际项目中，经常会遇到需要同时处理None/错误码和异常的情况。为了提高代码的可读性和可维护性，可以采用以下几种方法：

• 统一错误处理机制： 将None/错误码转换为异常。例如，可以编写一个装饰器，将返回None/错误码的函数转换为抛出异常的函数。
• 使用try...except语句： 使用try...except语句捕获异常，并根据异常类型进行相应的处理。可以在except块中将异常转换为None/错误码，或者进行其他操作。
• 封装底层API： 将底层返回None/错误码的API封装成抛出异常的API，对外提供统一的接口。

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在多线程环境下，如何正确处理异常？

在多线程环境下，异常处理需要特别注意，因为未捕获的异常可能会导致程序崩溃或数据损坏。以下是一些建议：

• 每个线程都应该有自己的异常处理机制： 确保每个线程都能够捕获并处理自己的异常，避免异常扩散到其他线程。
• 使用try...except语句捕获线程中的异常： 在线程的入口函数中使用try...except语句，捕获线程中可能抛出的异常。
• 使用线程安全的异常处理机制： 避免在异常处理过程中访问共享资源，或者使用线程安全的锁机制来保护共享资源。
• 考虑使用threading.excepthook： threading.excepthook允许你全局地处理未捕获的线程异常。这可以用来记录错误信息，或者执行一些清理操作。

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如何避免过度使用异常？

虽然异常处理是一种强大的错误处理机制，但过度使用异常可能会导致代码难以理解和维护。以下是一些建议：

• 不要将异常用于正常的控制流： 异常应该只用于处理错误或特殊情况，而不是用于正常的控制流。
• 只捕获你能够处理的异常： 不要捕获所有异常，只捕获你能够处理的异常。如果无法处理某个异常，应该将其重新抛出。
• 避免在循环中抛出异常： 在循环中抛出异常可能会导致性能问题。应该尽量避免在循环中抛出异常，或者使用更高效的错误处理方式。
• 使用断言（assert）进行调试： 使用断言来检查程序的状态，并在发现错误时立即停止程序执行。断言只在调试模式下有效，不会影响程序的性能。

以上就是何时该返回None/错误码？何时该主动抛出异常？决策流程图解的详细内容，更多请关注php中文网其它相关文章！