高效Python90条之第20条 遇到意外状况时应该抛出异常，不要返回None ¶
要点
- 用返回值None表示特殊情况是很容易出错的，因为这样的值在条件表达式里面，没办法与0和空白字符串之类的值区分，这些值都相当于False。
- 用异常表示特殊的情况，而不要返回None。让调用这个函数的程序根据文档里写的异常情况做出处理。
- 通过类型注解可以明确禁止函数返回None，即便在特殊情况下，它也不能返回这个值。
在 Python 中，使用 None 来表示特殊情况是一种常见的做法，但这种方法容易导致错误，因为 None 在条件表达式中被视为 False，这可能会与其他假值（如 0、"" 等）混淆。为了避免这些问题，建议在遇到意外状况时抛出异常，而不是返回 None。此外，通过类型注解可以明确禁止函数返回 None，从而提高代码的可读性和类型安全性。
示例 1：返回 None 的问题。
假设一个函数 careful_divide，除数为 0 时返回 None。
def careful_divide(a, b):
try:
return a / b
except ZeroDivisionError:
return None
if __name__ == "__main__":
for i, j in [(0, 2), (10, 0)]:
result = careful_divide(i, j)
print(f"Result: {result}")
# 输出：
# Result: 0.0
# Result: None
我们也可以自定义除数为 0 时的处理方式，比如 result is None。
def careful_divide(a, b):
try:
return a / b
except ZeroDivisionError:
return None
if __name__ == "__main__":
for i, j in [(0, 10), (10, 0)]:
result = careful_divide(i, j)
if result is None:
print("Division by zero occurred.")
else:
print(f"Result: {result}")
# 输出：
# Result: 0.0
# Division by zero occurred.
但是当我们把 result is None 写成 not result，就会发现问题，处理逻辑并没有按我们的预想执行。
def careful_divide(a, b):
try:
return a / b
except ZeroDivisionError:
return None
if __name__ == "__main__":
for i, j in [(0, 10), (10, 0)]:
result = careful_divide(i, j)
if not result:
print("Division by zero occurred.")
else:
print(f"Result: {result}")
# 输出：
# Division by zero occurred.
# Division by zero occurred.
保留 not result 这种常用写法，我们进行如下代码改动，利用二元组把计算结果分成两部分返回。元组的首个元素表示操作是否成功，第二个元素表示计算的实际值。这样写，会促使函数调用方去拆分返回值，比如 success, result = careful_divide(i, j)，调用方可以先看看这次运算是否成功，比如检查 success，然后再决定怎么处理运算结果。
def careful_divide(a, b):
try:
return True, a / b
except ZeroDivisionError:
return False, None
if __name__ == "__main__":
for i, j in [(0, 10), (10, 0)]:
success, result = careful_divide(i, j)
if not success:
print("Division by zero occurred.")
else:
print(f"Result: {result}")
# 输出：
# Result: 0.0
# Division by zero occurred.
但是，有些函数调用方会有可能忽略返回元组的第一个部分，例如 _, result = careful_divide(i, j)，最合适的做法，就是向调用方抛出异常，让调用方自己决定怎么处理。
def careful_divide(a, b):
try:
return True, a / b
except ZeroDivisionError:
raise ValueError("Division by zero occurred.") # 向调用方抛出异常
if __name__ == "__main__":
for i, j in [(0, 10), (10, 0)]:
# 让调用方自己决定如何处理异常
try:
_, result = careful_divide(i, j)
except ValueError as e:
print(e)
else:
print(f"Result: {result}")
# 输出：
# Result: 0.0
# Division by zero occurred.
更进一步，我们在给调用方抛出异常的基础上，通过类型注解来明确禁止函数返回 None。这样写，输入、输出与异常都显得很清晰，调用方出错的概率就变得很小了。
def careful_divide(a: float, b:float) -> float:
try:
return True, a / b
except ZeroDivisionError:
raise ValueError("Division by zero occurred.")
if __name__ == "__main__":
for i, j in [(0, 10), (10, 0)]:
try:
_, result = careful_divide(i, j)
except ValueError as e:
print(e)
else:
print(f"Result: {result}")
# 输出：
# Result: 0.0
# Division by zero occurred.