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Python 如何接受 KeyboardInterrupt 并处理

引言

在 Python 编程中，我们经常需要处理各种异常，包括用户通过 Ctrl+C 触发的 KeyboardInterrupt。在某些情况下，优雅地处理这个中断是非常重要的，尤其是在长时间运行的进程中，比如数据处理或网络监听等场景。本文将通过一个具体示例，详细探讨如何捕获和处理 KeyboardInterrupt，并通过可视化流程图和甘特图来帮助理解整个过程。

示例场景

我们假设有一个长时间运行的任务，比如从一个 API 获取数据并保存到本地文件。我们希望在用户点击 Ctrl+C 之后，能够正常停止该流程，并确保所有打开的资源得到释放。

1. 代码示例

以下是一个简单的 Python 程序，它每隔一秒钟从假设的 API 获取数据，并写入文件。在用户按下 Ctrl+C 时，我们希望优雅地关闭文件，并输出相关的状态信息。

import time

def fetch_data():
    """模拟从 API 获取数据的函数"""
    return {"data": "sample data"}

def save_to_file(data):
    """将数据写入文件的函数"""
    with open("output.txt", "a") as f:
        f.write(data["data"] + "\n")
        print(f"数据已写入：{data['data']}")

def main():
    print("数据获取程序开始，按 Ctrl+C 退出。")
    try:
        while True:
            data = fetch_data()
            save_to_file(data)
            time.sleep(1)  # 每隔一秒获取一次数据
    except KeyboardInterrupt:
        print("\n检测到中断，正在关闭程序...")
    finally:
        print("程序已安全退出。")

if __name__ == "__main__":
    main()

2. 代码解析

异常捕获: 使用 try...except 块来捕获 KeyboardInterrupt。
资源管理: 在 finally 块中放置清理代码，确保在程序终止时执行必要的操作（如关闭文件）。

3. 流程图

为了更好地理解整个过程中各个步骤的关系，我们可以用流程图表示：

flowchart TD
    A[开始程序] --> B{是否按下 Ctrl+C?}
    B --|是|--> C[捕获 KeyboardInterrupt]
    B --|否|--> D[获取数据]
    D --> E[写入文件]
    D --> F[延时一秒]
    E --> B
    C --> G[执行清理操作]
    G --> H[程序安全退出]

4. 甘特图

此外，为了展示程序不同阶段的时间分配，可以用甘特图表示：

gantt
    title 数据获取程序时间线
    section 获取数据
    数据获取任务  :done,    des1, 2023-10-01, 1d
    section 处理数据
    写入文件      :active,  des2, after des1, 1d
    section 退出
    清理操作      :milestone,  des3, after des2, 0h