错误处理矩阵：退出码、双轨制与异常

本页结论：八个运行体的错误模型分四族——bash/zsh 靠退出码 + set -e、fish 靠 $status（且永不自动中止）、cmd 靠 ERRORLEVEL + 延迟展开（没有任何自动中止）、PowerShell 5/7 靠 $ErrorActionPreference + try/catch 与 $LASTEXITCODE 的双轨制，python 是异常。任务 07 的契约行 caughtError=true、afterFailure=continued、setEExitCode=1、scriptExitCode=0 八体一致，证明「失败可被捕获、捕获后照常继续」在所有模型里都成立；任务 01 的快照还顺手证明了两件事：stderr 与 stdout 确实分流（Linux 采集只收 stdout、stderr 行缺席于快照；Windows 采集用 2>&1 合并、stderr 行被收回快照——一缺一有，互为镜像），以及退出码的数值由命令自身定义、不由 shell 定义（busybox ls 失败=1，GNU ls 失败=2，Windows dir 失败=1）。

统一实验

• 任务 01：向 stdout/stderr 各写一行，再运行一个必失败的命令，取其退出码。
• 任务 07：捕获一次失败并继续执行；再制造一次「未捕获即中止」的失败，取其退出码。

五个 Linux 运行体的任务 07 快照逐字一致：

# demos/bash/07_errors.sh.out.txt（demos/zsh、demos/fish、demos/pwsh、demos/python 快照逐字相同）
caughtError=true
afterFailure=continued
setEExitCode=1
scriptExitCode=0

Windows 侧三份任务 07 快照（demos/cmd/07_errors.bat.out.txt、demos/powershell5/07_errors.ps1.out.txt、demos/powershell7/07_errors.ps1.out.txt）与上图逐字一致——四行契约值没有任何平台浮动。

错误模型五维对照

运行体	错误感知模型	「遇错即停」开关	错误恢复写法	错误流分离	子进程退出码获取
bash	退出码（0 成功 / 非零失败），$? 取上一条	set -e（本任务在子 shell 里演示）	cmd || 恢复、if ! cmd	>&2 写 stderr、2>&1/2>/dev/null 重定向	$?
zsh	退出码 + $?，同 bash	set -e，同 bash	同 bash	同 bash	$?
fish	$status（每条命令后刷新）	没有等价开关：失败永不自动中止脚本	if not cmd / cmd; or 恢复	同 POSIX 重定向语法	$status
pwsh（Linux）	双轨：cmdlet 错误记录（可升级为终止性异常）+ 原生命令退出码	$ErrorActionPreference='Stop'（把错误升级为终止性）	try { } catch { }	Write-Error（错误流）/ [Console]::Error.WriteLine（真 stderr）/ 2> $null	$LASTEXITCODE
cmd	ERRORLEVEL（整数）	没有：逐条手工 if !ERRORLEVEL! neq 0 检查	if !ERRORLEVEL! neq 0 set "CAUGHT=true"	1>&2 写 stderr、2>nul 丢弃	子 cmd /c 后读 !ERRORLEVEL!
powershell5	双轨，同 pwsh	同 pwsh	try/catch	同 pwsh	$LASTEXITCODE
powershell7	双轨，同 pwsh	同 pwsh	try/catch	同 pwsh	$LASTEXITCODE
python	异常（Exception 体系）	未捕获异常即中止（退出码 1）	try/except	print(..., file=sys.stderr)	subprocess.run(...).returncode

逐维度证据

捕获失败并继续：caughtError=true 与 afterFailure=continued

bash/zsh 用 || 接住失败（摘自 demos/bash/07_errors.sh）：

false || caughtError=true  # failure is caught; the script keeps running

fish 没有 set -e 这类开关，失败本来就不中止脚本，恢复用 if not（摘自 demos/fish/07_errors.fish）：

function run_fails
    return 3
end
if not run_fails
    set caught true
end

pwsh 必须把错误升级为终止性才进得了 catch（摘自 demos/pwsh/07_errors.ps1）：

try {
    Get-Content -Path '/nonexistent-hello-shell' -ErrorAction Stop | Out-Null
} catch {
    $caughtError = $true
}

cmd 逐条检查 ERRORLEVEL，注意必须开延迟展开才能在块内读到刷新后的值（摘自 demos/cmd/07_errors.bat，快照实测 caughtError=true、afterFailure=continued）：

setlocal EnableDelayedExpansion
dir "%FIXTURES%\no-such-dir" >nul 2>nul
if !ERRORLEVEL! neq 0 set "CAUGHT=true"

python 用 check=True 把非零退出码变成异常再捕获（摘自 demos/python/07_errors.py）：

try:
    subprocess.run([sys.executable, "-c", "raise RuntimeError('boom')"], check=True, ...)
except subprocess.CalledProcessError as exc:
    caught = True
    fail_code = exc.returncode

五条路径，同一行 caughtError=true + afterFailure=continued。

「遇错即停」：各有各的开关，fish/cmd 干脆没有

bash/zsh 的 set -e 在子 shell 里演示：失败立刻中止该子 shell，退出码 1 被外层接住（摘自 demos/bash/07_errors.sh）：

( set -e; false )  # set -e makes the subshell stop at the first failure
setEExitCode=$?

快照行 setEExitCode=1 即此。pwsh 的对应物是子进程里的 $ErrorActionPreference='Stop'：未捕获的终止性错误使子 pwsh 以非零码退出（摘自 demos/pwsh/07_errors.ps1）：

& pwsh -NoProfile -Command '$ErrorActionPreference=''Stop''; Get-Content -Path /nonexistent-hello-shell | Out-Null' > $null 2> $null
Write-Output "setEExitCode=$LASTEXITCODE"

powershell7 与 pwsh 脚本逐字节相同（子进程同样调 pwsh），powershell5 同构但子进程改调 powershell（& powershell -NoProfile -Command ...）——两份 Windows 快照均实测 setEExitCode=1。cmd 没有「遇错即停」，只能把失败命令放进子 cmd /c 再读 !ERRORLEVEL!（bat 源码注释原话：no set -e in cmd，快照实测同为 setEExitCode=1）。python 的「遇错即停」是语言默认：未捕获异常即退出码 1，本任务用 check=True 把它显式接住。

PowerShell 的双轨制

PowerShell 是唯一需要同时盯两条错误线的运行体：cmdlet 失败产生错误记录（默认不中止、不进 catch），原生命令失败只更新 $LASTEXITCODE。任务 01 各展示了一条轨：[Console]::Error.WriteLine 写 stderr，$LASTEXITCODE 收原生命令退出码（摘自 demos/pwsh/01_hello_io.ps1）：

bash -c 'ls /nonexistent-hello-shell' 2>$null | Out-Null
Write-Output "childExitCode=$LASTEXITCODE"

错误流分离：Linux 快照缺席的 stderr 行，Windows 快照收回了它

任务 01 每个实现都向 stderr 写了一行（bash/zsh/fish：echo "stderr: ..." >&2；pwsh/powershell5/powershell7：[Console]::Error.WriteLine；cmd：echo ... 1>&2；python：print(..., file=sys.stderr)）。两侧采集器对这行的处理恰好相反，从两个方向证明了分流：Linux 采集只收 stdout，因此五份 01 快照里都没有 stderr 那行；Windows 采集器（scripts/collect-windows.ps1）用 2>&1 把错误流并进输出，因此三份 Windows 01 快照里都有那行——它确实去了 stderr，才会被 2>&1 收回来：

# demos/bash/01_hello_io.sh.out.txt
stdout: hello from bash
childExitCode=1
scriptExitCode=0

# demos/cmd/01_hello_io.bat.out.txt（首行是 rem 注释回显；stderr 行被 2>&1 收回）
D:\a\hello-shell\hello-shell>rem 01_hello_io: stdout vs stderr streams and capturing a failing command exit code 
stdout: hello from cmd
stderr: this line goes to stderr 
childExitCode=1
scriptExitCode=0

（bash 快照里 stderr: this line goes to stderr 被 >&2 送去了 stderr，不在快照内；cmd 快照里同一行因 2>&1 合并而现身。powershell5 快照同样含 stderr: this line goes to stderr；powershell7 脚本未加前缀，快照为 this line goes to stderr。）

退出码数值由命令定义，不由 shell 定义

对比任务 01 的 childExitCode= 行：bash/zsh/fish 三份快照是 childExitCode=1，pwsh/python 两份是 childExitCode=2。失败的都是同一条 ls，差别在容器里的实现：alpine 的 busybox ls 失败退出 1，debian 的 GNU ls 失败退出 2。Windows 三体则统一是 childExitCode=1——失败命令换成了 dir（cmd 直接跑、powershell5/7 经 cmd /c 跑），而 dir 的失败码就是 1。shell 只是如实转述命令给出的数值——这也是为什么跨 shell 脚本不该硬编码「失败码 = 几」，只该判断「是否非零」。

小结

结论	证据
四族模型：退出码（bash/zsh）、$status（fish）、ERRORLEVEL（cmd）、双轨制（PS5/7），外加异常（python）	任务 07 各实现源码与八体一致的契约行
「遇错即停」：bash/zsh set -e、PS $ErrorActionPreference='Stop'、python 默认即停；fish/cmd 无此设施	setEExitCode=1 八体一致；cmd bat 源码注释 no set -e in cmd，快照实测同值
stderr 与 stdout 分流是普遍能力	各实现的 >&2 / 1>&2 / [Console]::Error.WriteLine / file=sys.stderr；Linux 快照缺席 stderr 行，Windows 快照经 2>&1 收回该行，一缺一有互为镜像
退出码数值归命令所有	任务 01 childExitCode=1（busybox ls、Windows dir）vs =2（GNU ls）

延伸阅读：错误与信号统一骨架、矩阵总览、实验说明。