# demo_basic_exception.py
# 演示基本的 try-except 結(jié)構(gòu)

def safe_division():
    try:
        # 模擬用戶輸入
        numerator = 10
        denominator = 0
        
        # 核心計算邏輯
        result = numerator / denominator
        print(f"計算結(jié)果是: {result}")
        
    except ZeroDivisionError as e:
        # 專門處理除零錯誤
        print(f"捕獲到數(shù)學(xué)錯誤: 不能除以零。詳細(xì)信息: {e}")
    except TypeError as e:
        # 專門處理類型錯誤
        print(f"捕獲到類型錯誤: 輸入必須是數(shù)字。詳細(xì)信息: {e}")

if __name__ == "__main__":
    safe_division()

# demo_raise_exception.py
# 演示如何使用 raise 主動拋出異常

def validate_age(age):
    """
    驗證年齡是否合法。
    如果不合法，主動拋出異常。
    """
    if not isinstance(age, int):
        # 主動拋出類型錯誤
        raise TypeError("年齡必須是一個整數(shù)")
    
    if age < 0 or age > 150:
        # 主動拋出值錯誤
        raise ValueError("年齡必須在 0 到 150 之間")
    
    return True

# 測試代碼
if __name__ == "__main__":
    try:
        # 測試非法年齡
        validate_age(200)
    except ValueError as e:
        print(f"驗證失敗: {e}")
    except TypeError as e:
        print(f"類型錯誤: {e}")

# demo_custom_exception.py
# 演示自定義異常類及其使用

class InsufficientFundsError(Exception):
    """自定義異常：余額不足"""
    def __init__(self, balance, amount_needed):
        self.balance = balance
        self.amount_needed = amount_needed
        self.shortage = amount_needed - balance
        # 調(diào)用父類的初始化方法
        super().__init__(f"余額不足。當(dāng)前: ${balance}, 需要: ${amount_needed}")

def process_purchase(balance, price):
    """處理購買邏輯"""
    if balance < price:
        # 拋出自定義異常
        raise InsufficientFundsError(balance, price)
    return balance - price

# 測試代碼
if __name__ == "__main__":
    try:
        remaining = process_purchase(50, 100)
        print(f"購買成功，剩余: {remaining}")
    except InsufficientFundsError as e:
        print(f"交易失敗: {e}")
        print(f"還差 ${e.shortage} 元")

# demo_try_finally.py
# 演示 try-finally 確保資源清理

def read_config_file(filename):
    """模擬讀取配置文件，確保文件關(guān)閉"""
    file_handle = None
    print(f"嘗試打開文件: {filename}")
    
    try:
        # 模擬打開文件
        file_handle = open(filename, 'r')
        # 模擬讀取內(nèi)容
        content = file_handle.read()
        return content
    except FileNotFoundError:
        print("文件未找到，返回默認(rèn)配置。")
        return "default_config"
    finally:
        # 這一步總是會執(zhí)行
        print("進(jìn)入 finally 代碼塊...")
        if file_handle:
            file_handle.close()
            print("文件已成功關(guān)閉。")
        else:
            print("文件句柄為空，無需關(guān)閉。")

# 測試代碼
if __name__ == "__main__":
    # 測試文件不存在的情況
    read_config_file("non_existent_config.txt")

# demo_exception_chaining.py
# 演示異常鏈和完整的 try-except-else-finally 結(jié)構(gòu)

import json

def parse_user_data(json_string):
    """
    解析用戶數(shù)據(jù)，展示完整的錯誤處理流程。
    """
    result = None
    try:
        # 第一步：解析 JSON
        data = json.loads(json_string)
        
        # 第二步：提取關(guān)鍵字段
        user_id = data['id']
        username = data['name']
        
    except json.JSONDecodeError as e:
        # 如果是 JSON 格式錯誤，包裝成更友好的錯誤
        raise ValueError("用戶數(shù)據(jù)格式損壞") from e
        
    except KeyError as e:
        # 如果是缺少字段，同樣包裝
        raise ValueError(f"缺少關(guān)鍵字段: {e}") from None
        
    else:
        # 只有 try 塊完全成功，才會執(zhí)行這里
        print("JSON 解析成功，無異常發(fā)生。")
        result = f"User: {username} (ID: {user_id})"
        return result
        
    finally:
        # 無論成功還是失敗，都會執(zhí)行
        print("解析流程結(jié)束，清理臨時變量。")

# 測試代碼
if __name__ == "__main__":
    valid_json = '{"id": 101, "name": "Alice"}'
    invalid_json = '{"id": 102, "username": "Bob"}'  # 缺少 'name'

    print("--- 測試有效數(shù)據(jù) ---")
    try:
        print(parse_user_data(valid_json))
    except Exception as e:
        print(f"捕獲到異常: {e}")

    print("\n--- 測試無效數(shù)據(jù) ---")
    try:
        print(parse_user_data(invalid_json))
    except Exception as e:
        print(f"捕獲到異常: {e}")
        # 打印異常鏈的原始原因
        if e.__cause__:
            print(f"根本原因: {e.__cause__}")

# demo_math_validation.py
# 演示結(jié)合數(shù)學(xué)公式的錯誤處理

import math

def calculate_circle_area(radius):
    """
    計算圓的面積。
    公式: $S = \pi r^2$
    """
    if radius < 0:
        # 半徑不能為負(fù)數(shù)
        raise ValueError(f"半徑 $r$ 不能為負(fù)數(shù)，當(dāng)前值為 {radius}")
    
    if not isinstance(radius, (int, float)):
        raise TypeError("半徑必須是數(shù)值類型")
    
    # 計算面積
    area = math.pi * (radius ** 2)
    return area

# 測試代碼
if __name__ == "__main__":
    try:
        # 測試負(fù)半徑
        area = calculate_circle_area(-5)
        print(f"面積: {area}")
    except ValueError as e:
        print(f"計算失敗: {e}")
        print("請確保公式 $S = \pi r^2$ 中的 $r > 0$。")

# demo_context_manager.py
# 演示使用上下文管理器替代 try-finally

class DatabaseConnection:
    """模擬數(shù)據(jù)庫連接"""
    
    def __enter__(self):
        # 進(jìn)入 with 代碼塊時執(zhí)行
        print("建立數(shù)據(jù)庫連接...")
        return self
    
    def __exit__(self, exc_type, exc_val, exc_tb):
        # 退出 with 代碼塊時執(zhí)行（無論是否有異常）
        print("關(guān)閉數(shù)據(jù)庫連接。")
        # 如果返回 True，則異常會被抑制；返回 False，異常會繼續(xù)傳播
        return False
    
    def query(self, sql):
        print(f"執(zhí)行 SQL: {sql}")

# 測試代碼
if __name__ == "__main__":
    print("開始數(shù)據(jù)庫操作...")
    try:
        with DatabaseConnection() as db:
            # 這里的代碼在 try 塊中
            db.query("SELECT * FROM users;")
            # 模擬一個錯誤
            # raise RuntimeError("查詢失敗")
    except RuntimeError:
        print("捕獲到運行時錯誤。")
    print("數(shù)據(jù)庫操作結(jié)束。")