Обработка исключений в Python

При возникновении ошибки времени выполнения Python создает (возбуждает) специальный объект - исключение, который позволяет однозначно характеризовать возникшую ошибочную ситуацию. Выбор подходящего исключения происходит из встроенной иерархии классов-исключений (фрагмент):

• BaseException (базовое исключение)

  • SystemExit (исключение, порождаемое функцией sys.exit() при выходе из программы)

  • KeyboardInterrupt (прерывании программы пользователем, Ctrl+C)

  • Exception (базовое несистемное исключение)

    • ArithmeticError (арифметическая ошибка)

      • FloatingPointError (неудачное выполнение операции с плавающей запятой)

      • OverflowError (результат арифметической операции слишком велик для представления)

      • ZeroDivisionError (деление на ноль)

    • LookupError (некорректный индекс или ключ)

      • IndexError (индекс не входит в диапазон элементов)

      • KeyError (несуществующий ключ)

    • MemoryError (недостаточно памяти)

    • NameError (не найдено переменной с таким именем)

    • OSError (ошибка, связанная с ОС - есть подклассы, например FileNotFoundError)

    • SyntaxError (синтаксическая ошибка, включает классы IndentationError и TabError)

    • SystemError (внутренняя ошибка)

    • TypeError (операция применена к объекту несоответствующего типа)

    • ValueError (аргумент правильного типа, но некорректного значения)

Пример встроенного возбуждения исключения:

>>> "я - строка" / 5
Traceback (most recent call last):
  File "<stdin>", line 1, in <module>
TypeError: unsupported operand type(s) for /: 'str' and 'int'

Конструкция try

Придерживаясь идеологии «Легче попросить прощения, чем разрешения», Python предусматривает конструкцию try для обработки возникающих исключений.

tryexceptelsefinally

try:                              # (try строго 1)
    try_ suite                    # код, который может выполниться с ошибкой
except exception_group1 as var1:  # (except - 0 (если есть finally) и более)
    except_suite1                 # код, выполняемый в случае исключения 'exception_group1'
...                               # ссылка на исключение может быть записана в 'var1'
except exception_groupN as varN:
    except_suiteN                 # код, выполняемый в случае исключения 'exception_groupN'
...                               # except-блоков может быть произвольное кол-во
else:                             # (else - 0 или 1)
    else_suite                    # выполняется, если try не завершен преждевременно (например, break)
finally:                          # (finally - 0 или 1)
    finally_suite                 # код, который должен выполнится всегда (была ошибка выше или нет)

Ход выполнения:

• код, который потенциально может привести к ошибке, помещается в блок try;

• в случае ошибки, код немедленно завершается и переходит в обработчик except (если он указан для соответствующего исключения);

• после поток выполнения переходит к else (если исключений не было) и finally (в любом случае).

Наиболее простой способ обработки исключений

try:
    x = int(input("Введите целое число x (для вычисления 1/x): "))
    res = 1 / x

    print("1/{} = {:.2f}".format(x, res))
except:
    print("Произошла ошибка!")

# --------------
# Примеры вывода:

# Введите целое число x (для вычисления 1/x): 3
# 1/3 = 0.33

# Введите целое число x (для вычисления 1/x): qwerty
# Произошла ошибка!

Подобный вариант обработки исключений не рекомендуется, т.к. блок except будет перехватывать любое исключение, что не позволит точно определить ошибку в коде. Улучшить код можно, добавив обработку исключения по классу (Листинг 7.1.4).

Обработка общего класса исключений Exception

try:
    x = int(input("Введите целое число x (для вычисления 1/x): "))
    res = 1 / x

    print("1/{} = {:.2f}".format(x, res))
except Exception as err:
    print("Произошла ошибка!")
    print("Тип:", type(err))
    print("Описание:", err)

# --------------
# Примеры вывода:

# Введите целое число x (для вычисления 1/x): 3
# 1/3 = 0.33

# Введите целое число x (для вычисления 1/x): 5.5
# Произошла ошибка!
# Тип: <class 'ValueError'>
# Описание: invalid literal for int() with base 10: '5.5'

Рекомендуемым способом обработки исключений является как можно большая конкретизация класса исключения.

Обработка конкретных классов исключений

try:
    x = int(input("Введите целое число x (для вычисления 1/x): "))
    res = 1 / x

    print("1/{} = {:.2f}".format(x, res))
except ZeroDivisionError:
    print("На ноль делить нельзя!")
except ValueError as err:  # 'err' содержит ссылку на исключение
    print("Будьте внимательны:", err)
except (FileExistsError, FileNotFoundError):  # Исключения можно перечислять в виде кортежа
    print("Этого никогда не случится - мы не работаем с файлами")
except Exception as err:
    # Все, что не обработано выше и является потомком 'Exception',
    # будет обработано здесь
    print("Произошла ошибка!")
    print("Тип:", type(err))
    print("Описание:", err)

# --------------
# Примеры вывода:

# Введите целое число x (для вычисления 1/x): 3
# 1/3 = 0.33

# Введите целое число x (для вычисления 1/x): 0
# На ноль делить нельзя!

# Введите целое число x (для вычисления 1/x): qwerty
# Будьте внимательны: invalid literal for int() with base 10: 'qwerty'

Возбуждение исключений (raise)

Исключения являются не только механизмом обработки ошибок, но и удобным средством управления потоком выполнения. Так, необходимое исключение можно возбудить вручную, когда это необходимо, используя конструкцию raise.

raise

raise exception(args)  # явное указание класса возбуждаемого исключения

# или

raise                  # 1) повторное возбуждение активного исключения (re-raise)
                       #    внутри блока except
                       # 2) 'TypeError' по умолчанию

Возбуждаемое исключение может быть как встроенным (если соответствует по смыслу), так и пользовательским (создаваемым самостоятельно).

В Листинге 7.1.6 приведен пример использование оператора raise.

Листинг 7.1.6 - Использование raise для управления потоком выполнения | скачать

MIN = 1
MAX = 10

try:
    x = int(input("Введите целое число от {} до {}: ".format(MIN, MAX)))

    if not MIN <= x <= MAX:
        # Возбудив исключение, его можно будет обработать в except
        # вместе с другими похожими исключениями
        raise ValueError("Число лежит вне интервала [{}; {}]!".format(MIN, MAX))

    print("Спасибо!")
except ValueError as err:  # 'err' содержит ссылку на исключение
    print("Будьте внимательны:", err)

# --------------
# Примеры вывода:

# Введите целое число от 1 до 10: 5
# Спасибо!

# Введите целое число от 1 до 10: 15
# Будьте внимательны: Число лежит вне интервала [1; 10]!

# Введите целое число от 1 до 10: qwerty
# Будьте внимательны: invalid literal for int() with base 10: 'qwerty'

Особенности обработки исключений внутри функций

Обработка исключений аналогично производится и внутри функций, однако, необходимо писать код так, чтобы вызывающий код знал о случившемся, если это влияет на его дальнейшую работу.

Разница в обработке исключений приведена в Листинге 7.1.7.

Листинг 7.1.7 - Различная обработка исключений в функции | скачать

# Ниже представлены 3 варианта обработки исключений в функциях
# Основное правило - обработка исключений внутри возможна и нужна, однако
#                    вызывающий код должен также знать о случившемся, если
#                    влияет на дальнейшую работу


def get_1_x(x):
    """Вернуть 1/x.

    Функция не обрабатывает исключения - ответственность на вызывающем коде.
    """
    return 1/x


def get_2_x(x):
    """Вернуть 2/x.

    Функция обрабатывает исключения, "затушив" ошибку - вызывающий код
    не будет знать, сработала функция правильно или нет.

    Данный способ использовать не рекомендуется!
    """
    try:
        return 2/x
    except Exception as e:
        print("Внутри произошла ошибка...", e)


def get_3_x(x):
    """Вернуть 3/x.

    Функция не только обрабатывает исключения, но перевозбуждает его:
    в результате вызывающий так же получает возникшее исключение.

    Внутренняя обработка исключений может быть полезна, если в целом результат
    функции не связан с внутренней ошибкой.
    """
    try:
        return 3/x
    except Exception as e:
        print("Внутри произошла ошибка...", e)
        raise

funcs = (get_1_x, get_2_x, get_3_x)
# Вызываем каждую функцию с "ошибочным" параметром
for func in funcs:
    try:
        print("-" * 50)
        print("Запущена функция:", func.__name__)
        print(func(0))
    except Exception as e:
        print("Произошла ошибка: {}.".format(e))

# -------------
# Пример вывода:

# --------------------------------------------------
# Запущена функция: get_1_x
# Произошла ошибка: division by zero.
# --------------------------------------------------
# Запущена функция: get_2_x
# Внутри произошла ошибка... division by zero
# None
# --------------------------------------------------
# Запущена функция: get_3_x
# Внутри произошла ошибка... division by zero
# Произошла ошибка: division by zero.

https://www.yuripetrov.ru/edu/python/ch_07_01.html (TOR)