Как вернуть ошибку python

One has pretty much control on which information from the traceback to be displayed/logged when catching exceptions.

The code

with open("not_existing_file.txt", 'r') as text:
    pass

would produce the following traceback:

Traceback (most recent call last):
  File "exception_checks.py", line 19, in <module>
    with open("not_existing_file.txt", 'r') as text:
FileNotFoundError: [Errno 2] No such file or directory: 'not_existing_file.txt'

Print/Log the full traceback

As others already mentioned, you can catch the whole traceback by using the traceback module:

import traceback
try:
    with open("not_existing_file.txt", 'r') as text:
        pass
except Exception as exception:
    traceback.print_exc()

This will produce the following output:

Traceback (most recent call last):
  File "exception_checks.py", line 19, in <module>
    with open("not_existing_file.txt", 'r') as text:
FileNotFoundError: [Errno 2] No such file or directory: 'not_existing_file.txt'

You can achieve the same by using logging:

try:
    with open("not_existing_file.txt", 'r') as text:
        pass
except Exception as exception:
    logger.error(exception, exc_info=True)

Output:

__main__: 2020-05-27 12:10:47-ERROR- [Errno 2] No such file or directory: 'not_existing_file.txt'
Traceback (most recent call last):
  File "exception_checks.py", line 27, in <module>
    with open("not_existing_file.txt", 'r') as text:
FileNotFoundError: [Errno 2] No such file or directory: 'not_existing_file.txt'

Print/log error name/message only

You might not be interested in the whole traceback, but only in the most important information, such as Exception name and Exception message, use:

try:
    with open("not_existing_file.txt", 'r') as text:
        pass
except Exception as exception:
    print("Exception: {}".format(type(exception).__name__))
    print("Exception message: {}".format(exception))

Output:

Exception: FileNotFoundError
Exception message: [Errno 2] No such file or directory: 'not_existing_file.txt'

Обработка ошибок увеличивает отказоустойчивость кода, защищая его от потенциальных сбоев, которые могут привести к преждевременному завершению работы.

Прежде чем переходить к обсуждению того, почему обработка исключений так важна, и рассматривать встроенные в Python исключения, важно понять, что есть тонкая грань между понятиями ошибки и исключения.

Ошибку нельзя обработать, а исключения Python обрабатываются при выполнении программы. Ошибка может быть синтаксической, но существует и много видов исключений, которые возникают при выполнении и не останавливают программу сразу же. Ошибка может указывать на критические проблемы, которые приложение и не должно перехватывать, а исключения — состояния, которые стоит попробовать перехватить. Ошибки — вид непроверяемых и невозвратимых ошибок, таких как OutOfMemoryError, которые не стоит пытаться обработать.

Обработка исключений делает код более отказоустойчивым и помогает предотвращать потенциальные проблемы, которые могут привести к преждевременной остановке выполнения. Представьте код, который готов к развертыванию, но все равно прекращает работу из-за исключения. Клиент такой не примет, поэтому стоит заранее обработать конкретные исключения, чтобы избежать неразберихи.

Ошибки могут быть разных видов:

• Синтаксические
• Недостаточно памяти
• Ошибки рекурсии
• Исключения

Разберем их по очереди.

Синтаксические ошибки (SyntaxError)

Синтаксические ошибки часто называют ошибками разбора. Они возникают, когда интерпретатор обнаруживает синтаксическую проблему в коде.

Рассмотрим на примере.

a = 8
b = 10
c = a b

File "", line 3
 c = a b
       ^
SyntaxError: invalid syntax

Стрелка вверху указывает на место, где интерпретатор получил ошибку при попытке исполнения. Знак перед стрелкой указывает на причину проблемы. Для устранения таких фундаментальных ошибок Python будет делать большую часть работы за программиста, выводя название файла и номер строки, где была обнаружена ошибка.

Недостаточно памяти (OutofMemoryError)

Ошибки памяти чаще всего связаны с оперативной памятью компьютера и относятся к структуре данных под названием “Куча” (heap). Если есть крупные объекты (или) ссылки на подобные, то с большой долей вероятности возникнет ошибка OutofMemory. Она может появиться по нескольким причинам:

• Использование 32-битной архитектуры Python (максимальный объем выделенной памяти невысокий, между 2 и 4 ГБ);
• Загрузка файла большого размера;
• Запуск модели машинного обучения/глубокого обучения и много другое;

Обработать ошибку памяти можно с помощью обработки исключений — резервного исключения. Оно используется, когда у интерпретатора заканчивается память и он должен немедленно остановить текущее исполнение. В редких случаях Python вызывает OutofMemoryError, позволяя скрипту каким-то образом перехватить самого себя, остановить ошибку памяти и восстановиться.

Но поскольку Python использует архитектуру управления памятью из языка C (функция malloc()), не факт, что все процессы восстановятся — в некоторых случаях MemoryError приведет к остановке. Следовательно, обрабатывать такие ошибки не рекомендуется, и это не считается хорошей практикой.

Ошибка рекурсии (RecursionError)

Эта ошибка связана со стеком и происходит при вызове функций. Как и предполагает название, ошибка рекурсии возникает, когда внутри друг друга исполняется много методов (один из которых — с бесконечной рекурсией), но это ограничено размером стека.

Все локальные переменные и методы размещаются в стеке. Для каждого вызова метода создается стековый кадр (фрейм), внутрь которого помещаются данные переменной или результат вызова метода. Когда исполнение метода завершается, его элемент удаляется.

Чтобы воспроизвести эту ошибку, определим функцию recursion, которая будет рекурсивной — вызывать сама себя в бесконечном цикле. В результате появится ошибка StackOverflow или ошибка рекурсии, потому что стековый кадр будет заполняться данными метода из каждого вызова, но они не будут освобождаться.

def recursion():
    return recursion()

recursion()

---------------------------------------------------------------------------

RecursionError                            Traceback (most recent call last)

 in 
----> 1 recursion()


 in recursion()
      1 def recursion():
----> 2     return recursion()


... last 1 frames repeated, from the frame below ...


 in recursion()
      1 def recursion():
----> 2     return recursion()


RecursionError: maximum recursion depth exceeded

Ошибка отступа (IndentationError)

Эта ошибка похожа по духу на синтаксическую и является ее подвидом. Тем не менее она возникает только в случае проблем с отступами.

Пример:

for i in range(10):
    print('Привет Мир!')

  File "", line 2
    print('Привет Мир!')
        ^
IndentationError: expected an indented block

Исключения

Даже если синтаксис в инструкции или само выражение верны, они все равно могут вызывать ошибки при исполнении. Исключения Python — это ошибки, обнаруживаемые при исполнении, но не являющиеся критическими. Скоро вы узнаете, как справляться с ними в программах Python. Объект исключения создается при вызове исключения Python. Если скрипт не обрабатывает исключение явно, программа будет остановлена принудительно.

Программы обычно не обрабатывают исключения, что приводит к подобным сообщениям об ошибке:

Ошибка типа (TypeError)

a = 2
b = 'PythonRu'
a + b

---------------------------------------------------------------------------

TypeError                                 Traceback (most recent call last)

 in 
      1 a = 2
      2 b = 'PythonRu'
----> 3 a + b


TypeError: unsupported operand type(s) for +: 'int' and 'str'

Ошибка деления на ноль (ZeroDivisionError)

10 / 0

---------------------------------------------------------------------------

ZeroDivisionError                         Traceback (most recent call last)

 in 
----> 1 10 / 0


ZeroDivisionError: division by zero

Есть разные типы исключений в Python и их тип выводится в сообщении: вверху примеры TypeError и ZeroDivisionError. Обе строки в сообщениях об ошибке представляют собой имена встроенных исключений Python.

Оставшаяся часть строки с ошибкой предлагает подробности о причине ошибки на основе ее типа.

Теперь рассмотрим встроенные исключения Python.

Встроенные исключения

BaseException
 +-- SystemExit
 +-- KeyboardInterrupt
 +-- GeneratorExit
 +-- Exception
      +-- StopIteration
      +-- StopAsyncIteration
      +-- ArithmeticError
      |    +-- FloatingPointError
      |    +-- OverflowError
      |    +-- ZeroDivisionError
      +-- AssertionError
      +-- AttributeError
      +-- BufferError
      +-- EOFError
      +-- ImportError
      |    +-- ModuleNotFoundError
      +-- LookupError
      |    +-- IndexError
      |    +-- KeyError
      +-- MemoryError
      +-- NameError
      |    +-- UnboundLocalError
      +-- OSError
      |    +-- BlockingIOError
      |    +-- ChildProcessError
      |    +-- ConnectionError
      |    |    +-- BrokenPipeError
      |    |    +-- ConnectionAbortedError
      |    |    +-- ConnectionRefusedError
      |    |    +-- ConnectionResetError
      |    +-- FileExistsError
      |    +-- FileNotFoundError
      |    +-- InterruptedError
      |    +-- IsADirectoryError
      |    +-- NotADirectoryError
      |    +-- PermissionError
      |    +-- ProcessLookupError
      |    +-- TimeoutError
      +-- ReferenceError
      +-- RuntimeError
      |    +-- NotImplementedError
      |    +-- RecursionError
      +-- SyntaxError
      |    +-- IndentationError
      |         +-- TabError
      +-- SystemError
      +-- TypeError
      +-- ValueError
      |    +-- UnicodeError
      |         +-- UnicodeDecodeError
      |         +-- UnicodeEncodeError
      |         +-- UnicodeTranslateError
      +-- Warning
           +-- DeprecationWarning
           +-- PendingDeprecationWarning
           +-- RuntimeWarning
           +-- SyntaxWarning
           +-- UserWarning
           +-- FutureWarning
           +-- ImportWarning
           +-- UnicodeWarning
           +-- BytesWarning
           +-- ResourceWarning

Прежде чем переходить к разбору встроенных исключений быстро вспомним 4 основных компонента обработки исключения, как показано на этой схеме.

• Try: он запускает блок кода, в котором ожидается ошибка.
• Except: здесь определяется тип исключения, который ожидается в блоке try (встроенный или созданный).
• Else: если исключений нет, тогда исполняется этот блок (его можно воспринимать как средство для запуска кода в том случае, если ожидается, что часть кода приведет к исключению).
• Finally: вне зависимости от того, будет ли исключение или нет, этот блок кода исполняется всегда.

В следующем разделе руководства больше узнаете об общих типах исключений и научитесь обрабатывать их с помощью инструмента обработки исключения.

Ошибка прерывания с клавиатуры (KeyboardInterrupt)

Исключение KeyboardInterrupt вызывается при попытке остановить программу с помощью сочетания Ctrl + C или Ctrl + Z в командной строке или ядре в Jupyter Notebook. Иногда это происходит неумышленно и подобная обработка поможет избежать подобных ситуаций.

В примере ниже если запустить ячейку и прервать ядро, программа вызовет исключение KeyboardInterrupt. Теперь обработаем исключение KeyboardInterrupt.

try:
    inp = input()
    print('Нажмите Ctrl+C и прервите Kernel:')
except KeyboardInterrupt:
    print('Исключение KeyboardInterrupt')
else:
    print('Исключений не произошло')

Исключение KeyboardInterrupt

Стандартные ошибки (StandardError)

Рассмотрим некоторые базовые ошибки в программировании.

Арифметические ошибки (ArithmeticError)

• Ошибка деления на ноль (Zero Division);
• Ошибка переполнения (OverFlow);
• Ошибка плавающей точки (Floating Point);

Все перечисленные выше исключения относятся к классу Arithmetic и вызываются при ошибках в арифметических операциях.

Деление на ноль (ZeroDivisionError)

Когда делитель (второй аргумент операции деления) или знаменатель равны нулю, тогда результатом будет ошибка деления на ноль.

try:  
    a = 100 / 0
    print(a)
except ZeroDivisionError:  
    print("Исключение ZeroDivisionError." )
else:  
    print("Успех, нет ошибок!")

Исключение ZeroDivisionError.

Переполнение (OverflowError)

Ошибка переполнение вызывается, когда результат операции выходил за пределы диапазона. Она характерна для целых чисел вне диапазона.

try:  
    import math
    print(math.exp(1000))
except OverflowError:  
    print("Исключение OverFlow.")
else:  
    print("Успех, нет ошибок!")

Исключение OverFlow.

Ошибка утверждения (AssertionError)

Когда инструкция утверждения не верна, вызывается ошибка утверждения.

Рассмотрим пример. Предположим, есть две переменные: a и b. Их нужно сравнить. Чтобы проверить, равны ли они, необходимо использовать ключевое слово assert, что приведет к вызову исключения Assertion в том случае, если выражение будет ложным.

try:  
    a = 100
    b = "PythonRu"
    assert a == b
except AssertionError:  
    print("Исключение AssertionError.")
else:  
    print("Успех, нет ошибок!")

Исключение AssertionError.

Ошибка атрибута (AttributeError)

При попытке сослаться на несуществующий атрибут программа вернет ошибку атрибута. В следующем примере можно увидеть, что у объекта класса Attributes нет атрибута с именем attribute.

class Attributes(obj):
    a = 2
    print(a)

try:
    obj = Attributes()
    print(obj.attribute)
except AttributeError:
    print("Исключение AttributeError.")

2
Исключение AttributeError.

Ошибка импорта (ModuleNotFoundError)

Ошибка импорта вызывается при попытке импортировать несуществующий (или неспособный загрузиться) модуль в стандартном пути или даже при допущенной ошибке в имени.

import nibabel

---------------------------------------------------------------------------

ModuleNotFoundError                       Traceback (most recent call last)

 in 
----> 1 import nibabel


ModuleNotFoundError: No module named 'nibabel'

Ошибка поиска (LookupError)

LockupError выступает базовым классом для исключений, которые происходят, когда key или index используются для связывания или последовательность списка/словаря неверна или не существует.

Здесь есть два вида исключений:

• Ошибка индекса (IndexError);
• Ошибка ключа (KeyError);

Ошибка ключа

Если ключа, к которому нужно получить доступ, не оказывается в словаре, вызывается исключение KeyError.

try:  
    a = {1:'a', 2:'b', 3:'c'}  
    print(a[4])  
except LookupError:  
    print("Исключение KeyError.")
else:  
    print("Успех, нет ошибок!")

Исключение KeyError.

Ошибка индекса

Если пытаться получить доступ к индексу (последовательности) списка, которого не существует в этом списке или находится вне его диапазона, будет вызвана ошибка индекса (IndexError: list index out of range python).

try:
    a = ['a', 'b', 'c']  
    print(a[4])  
except LookupError:  
    print("Исключение IndexError, индекс списка вне диапазона.")
else:  
    print("Успех, нет ошибок!")

Исключение IndexError, индекс списка вне диапазона.

Ошибка памяти (MemoryError)

Как уже упоминалось, ошибка памяти вызывается, когда операции не хватает памяти для выполнения.

Ошибка имени (NameError)

Ошибка имени возникает, когда локальное или глобальное имя не находится.

В следующем примере переменная ans не определена. Результатом будет ошибка NameError.

try:
    print(ans)
except NameError:  
    print("NameError: переменная 'ans' не определена")
else:  
    print("Успех, нет ошибок!")

NameError: переменная 'ans' не определена

Ошибка выполнения (Runtime Error)

Ошибка «NotImplementedError»
Ошибка выполнения служит базовым классом для ошибки NotImplemented. Абстрактные методы определенного пользователем класса вызывают это исключение, когда производные методы перезаписывают оригинальный.

class BaseClass(object):
    """Опередляем класс"""
    def __init__(self):
        super(BaseClass, self).__init__()
    def do_something(self):
	# функция ничего не делает
        raise NotImplementedError(self.__class__.__name__ + '.do_something')

class SubClass(BaseClass):
    """Реализует функцию"""
    def do_something(self):
        # действительно что-то делает
        print(self.__class__.__name__ + ' что-то делает!')

SubClass().do_something()
BaseClass().do_something()

SubClass что-то делает!



---------------------------------------------------------------------------

NotImplementedError                       Traceback (most recent call last)

 in 
     14
     15 SubClass().do_something()
---> 16 BaseClass().do_something()


 in do_something(self)
      5     def do_something(self):
      6         # функция ничего не делает
----> 7         raise NotImplementedError(self.__class__.__name__ + '.do_something')
      8
      9 class SubClass(BaseClass):


NotImplementedError: BaseClass.do_something

Ошибка типа (TypeError)

Ошибка типа вызывается при попытке объединить два несовместимых операнда или объекта.

В примере ниже целое число пытаются добавить к строке, что приводит к ошибке типа.

try:
    a = 5
    b = "PythonRu"
    c = a + b
except TypeError:
    print('Исключение TypeError')
else:
    print('Успех, нет ошибок!')

Исключение TypeError

Ошибка значения (ValueError)

Ошибка значения вызывается, когда встроенная операция или функция получают аргумент с корректным типом, но недопустимым значением.

В этом примере встроенная операция float получат аргумент, представляющий собой последовательность символов (значение), что является недопустимым значением для типа: число с плавающей точкой.

try:
    print(float('PythonRu'))
except ValueError:
    print('ValueError: не удалось преобразовать строку в float: 'PythonRu'')
else:
    print('Успех, нет ошибок!')

ValueError: не удалось преобразовать строку в float: 'PythonRu'

Пользовательские исключения в Python

В Python есть много встроенных исключений для использования в программе. Но иногда нужно создавать собственные со своими сообщениями для конкретных целей.

Это можно сделать, создав новый класс, который будет наследовать из класса Exception в Python.

class UnAcceptedValueError(Exception):   
    def __init__(self, data):    
        self.data = data
    def __str__(self):
        return repr(self.data)

Total_Marks = int(input("Введите общее количество баллов: "))
try:
    Num_of_Sections = int(input("Введите количество разделов: "))
    if(Num_of_Sections < 1):
        raise UnAcceptedValueError("Количество секций не может быть меньше 1")
except UnAcceptedValueError as e:
    print("Полученная ошибка:", e.data)

Введите общее количество баллов: 10
Введите количество разделов: 0
Полученная ошибка: Количество секций не может быть меньше 1

В предыдущем примере если ввести что-либо меньше 1, будет вызвано исключение. Многие стандартные исключения имеют собственные исключения, которые вызываются при возникновении проблем в работе их функций.

Недостатки обработки исключений в Python

У использования исключений есть свои побочные эффекты, как, например, то, что программы с блоками try-except работают медленнее, а количество кода возрастает.

Дальше пример, где модуль Python timeit используется для проверки времени исполнения 2 разных инструкций. В stmt1 для обработки ZeroDivisionError используется try-except, а в stmt2 — if. Затем они выполняются 10000 раз с переменной a=0. Суть в том, чтобы показать разницу во времени исполнения инструкций. Так, stmt1 с обработкой исключений занимает больше времени чем stmt2, который просто проверяет значение и не делает ничего, если условие не выполнено.

Поэтому стоит ограничить использование обработки исключений в Python и применять его в редких случаях. Например, когда вы не уверены, что будет вводом: целое или число с плавающей точкой, или не уверены, существует ли файл, который нужно открыть.

import timeit
setup="a=0"
stmt1 = '''
try:
    b=10/a
except ZeroDivisionError:
    pass'''

stmt2 = '''
if a!=0:
    b=10/a'''

print("time=",timeit.timeit(stmt1,setup,number=10000))
print("time=",timeit.timeit(stmt2,setup,number=10000))

time= 0.003897680000136461
time= 0.0002797570000439009

Выводы!

Как вы могли увидеть, обработка исключений помогает прервать типичный поток программы с помощью специального механизма, который делает код более отказоустойчивым.

Обработка исключений — один из основных факторов, который делает код готовым к развертыванию. Это простая концепция, построенная всего на 4 блоках: try выискивает исключения, а except их обрабатывает.

Очень важно поупражняться в их использовании, чтобы сделать свой код более отказоустойчивым.

I hear this question a lot: “Do I raise or return this error in Python?”

The right answer will depend on the goals of your application logic. You want to ensure your Python code doesn’t fail silently, saving you and your teammates from having to hunt down deeply entrenched errors.

Here’s the difference between raise and return when handling failures in Python.

When to raise

The raise statement allows the programmer to force a specific exception to occur. (8.4 Raising Exceptions)

Use raise when you know you want a specific behavior, such as:

raise TypeError("Wanted strawberry, got grape.")

Raising an exception terminates the flow of your program, allowing the exception to bubble up the call stack. In the above example, this would let you explicitly handle TypeError later. If TypeError goes unhandled, code execution stops and you’ll get an unhandled exception message.

Raise is useful in cases where you want to define a certain behavior to occur. For example, you may choose to disallow certain words in a text field:

if "raisins" in text_field:
    raise ValueError("That word is not allowed here")

Raise takes an instance of an exception, or a derivative of the Exception class. Here are all of Python’s built-in exceptions.

Raise can help you avoid writing functions that fail silently. For example, this code will not raise an exception if JAM doesn’t exist:

import os


def sandwich_or_bust(bread: str) -> str:
    jam = os.getenv("JAM")
    return bread + str(jam) + bread


s = sandwich_or_bust("U0001F35E")
print(s)
# Prints "🍞None🍞" which is not very tasty.

To cause the sandwich_or_bust() function to actually bust, add a raise:

import os


def sandwich_or_bust(bread: str) -> str:
    jam = os.getenv("JAM")
    if not jam:
        raise ValueError("There is no jam. Sad bread.")
    return bread + str(jam) + bread


s = sandwich_or_bust("U0001F35E")
print(s)
# ValueError: There is no jam. Sad bread.

Any time your code interacts with an external variable, module, or service, there is a possibility of failure. You can use raise in an if statement to help ensure those failures aren’t silent.

Raise in try and except

To handle a possible failure by taking an action if there is one, use a try … except statement.

try:
    s = sandwich_or_bust("U0001F35E")
    print(s)
except ValueError:
    buy_more_jam()
    raise

This lets you buy_more_jam() before re-raising the exception. If you want to propagate a caught exception, use raise without arguments to avoid possible loss of the stack trace.

If you don’t know that the exception will be a ValueError, you can also use a bare except: or catch any derivative of the Exception class with except Exception:. Whenever possible, it’s better to raise and handle exceptions explicitly.

Use else for code to execute if the try does not raise an exception. For example:

try:
    s = sandwich_or_bust("U0001F35E")
    print(s)
except ValueError:
    buy_more_jam()
    raise
else:
    print("Congratulations on your sandwich.")

You could also place the print line within the try block, however, this is less explicit.

When to return

When you use return in Python, you’re giving back a value. A function returns to the location it was called from.

While it’s more idiomatic to raise errors in Python, there may be occasions where you find return to be more applicable.

For example, if your Python code is interacting with other components that do not handle exception classes, you may want to return a message instead. Here’s an example using a try … except statement:

from typing import Union


def share_sandwich(sandwich: int) -> Union[float, Exception]:
    try:
        bad_math = sandwich / 0
        return bad_math
    except Exception as e:
        return e


s = share_sandwich(1)
print(s)
# Prints "division by zero"

Note that when you return an Exception class object, you’ll get a representation of its associated value, usually the first item in its list of arguments. In the example above, this is the string explanation of the exception. In some cases, it may be a tuple with other information about the exception.

You may also use return to give a specific error object, such as with HttpResponseNotFound in Django. For example, you may want to return a 404 instead of a 403 for security reasons:

if object.owner != request.user:
    return HttpResponseNotFound

Using return can help you write appropriately noisy code when your function is expected to give back a certain value, and when interacting with outside elements.

The most important part

Silent failures create some of the most frustrating bugs to find and fix. You can help create a pleasant development experience for yourself and your team by using raise and return to ensure that errors are handled in your Python code.

I write about good development practices and how to improve productivity as a software developer. You can get these tips right in your inbox by signing up below!

При выполнении заданий к главам вы скорее всего нередко сталкивались с возникновением различных ошибок. На этой главе мы изучим подход, который позволяет обрабатывать ошибки после их возникновения.

Напишем программу, которая будет считать обратные значения для целых чисел из заданного диапазона и выводить их в одну строку с разделителем «;». Один из вариантов кода для решения этой задачи выглядит так:

print(";".join(str(1 / x) for x in range(int(input()), int(input()) + 1)))

Программа получилась в одну строчку за счёт использования списочных выражений. Однако при вводе диапазона чисел, включающем в себя 0 (например, от -1 до 1), программа выдаст следующую ошибку:

ZeroDivisionError: division by zero

В программе произошла ошибка «деление на ноль». Такая ошибка, возникающая при выполнении программы и останавливающая её работу, называется исключением.

Попробуем в нашей программе избавиться от возникновения исключения деления на ноль. Пусть при попадании 0 в диапазон чисел, обработка не производится и выводится сообщение «Диапазон чисел содержит 0». Для этого нужно проверить до списочного выражения наличие нуля в диапазоне:

interval = range(int(input()), int(input()) + 1)
if 0 in interval:
    print("Диапазон чисел содержит 0.")
else:
    print(";".join(str(1 / x) for x in interval))

Теперь для диапазона, включающего в себя 0, например, от -2 до 2, исключения ZeroDivisionError не возникнет. Однако при вводе строки, которую невозможно преобразовать в целое число (например, «a»), будет вызвано другое исключение:

ValueError: invalid literal for int() with base 10: 'a'

Произошло исключение ValueError. Для борьбы с этой ошибкой нам придётся проверить, что строка состоит только из цифр. Сделать это нужно до преобразования в число. Тогда наша программа будет выглядеть так:

start = input()
end = input()
# Метод lstrip("-"), удаляющий символы "-" в начале строки, нужен для учёта
# отрицательных чисел, иначе isdigit() вернёт для них False
if not (start.lstrip("-").isdigit() and end.lstrip("-").isdigit()):
    print("Необходимо ввести два числа.")
else:
    interval = range(int(start), int(end) + 1)
    if 0 in interval:
        print("Диапазон чисел содержит 0.")
    else:
        print(";".join(str(1 / x) for x in interval))

Теперь наша программа работает без ошибок и при вводе строк, которые нельзя преобразовать в целое число.

Подход, который был нами применён для предотвращения ошибок, называется «Look Before You Leap» (LBYL), или «посмотри перед прыжком». В программе, реализующей такой подход, проверяются возможные условия возникновения ошибок до исполнения основного кода.

Подход LBYL имеет недостатки. Программу из примера стало сложнее читать из-за вложенного условного оператора. Проверка условия, что строка может быть преобразована в число, выглядит даже сложнее, чем списочное выражение. Вложенный условный оператор не решает поставленную задачу, а только лишь проверяет входные данные на корректность. Легко заметить, что решение основной задачи заняло меньше времени, чем составление условий проверки корректности входных данных.

Существует другой подход для работы с ошибками: «Easier to Ask Forgiveness than Permission» (EAFP) или «проще извиниться, чем спрашивать разрешение». В этом подходе сначала исполняется код, а в случае возникновения ошибок происходит их обработка. Подход EAFP реализован в Python в виде обработки исключений.

Исключения в Python являются классами ошибок. В Python есть много стандартных исключений. Они имеют определённую иерархию за счёт механизма наследования классов. В документации Python версии 3.10.8 приводится следующее дерево иерархии стандартных исключений:

BaseException
 +-- SystemExit
 +-- KeyboardInterrupt
 +-- GeneratorExit
 +-- Exception
      +-- StopIteration
      +-- StopAsyncIteration
      +-- ArithmeticError
      |    +-- FloatingPointError
      |    +-- OverflowError
      |    +-- ZeroDivisionError
      +-- AssertionError
      +-- AttributeError
      +-- BufferError
      +-- EOFError
      +-- ImportError
      |    +-- ModuleNotFoundError
      +-- LookupError
      |    +-- IndexError
      |    +-- KeyError
      +-- MemoryError
      +-- NameError
      |    +-- UnboundLocalError
      +-- OSError
      |    +-- BlockingIOError
      |    +-- ChildProcessError
      |    +-- ConnectionError
      |    |    +-- BrokenPipeError
      |    |    +-- ConnectionAbortedError
      |    |    +-- ConnectionRefusedError
      |    |    +-- ConnectionResetError
      |    +-- FileExistsError
      |    +-- FileNotFoundError
      |    +-- InterruptedError
      |    +-- IsADirectoryError
      |    +-- NotADirectoryError
      |    +-- PermissionError
      |    +-- ProcessLookupError
      |    +-- TimeoutError
      +-- ReferenceError
      +-- RuntimeError
      |    +-- NotImplementedError
      |    +-- RecursionError
      +-- SyntaxError
      |    +-- IndentationError
      |         +-- TabError
      +-- SystemError
      +-- TypeError
      +-- ValueError
      |    +-- UnicodeError
      |         +-- UnicodeDecodeError
      |         +-- UnicodeEncodeError
      |         +-- UnicodeTranslateError
      +-- Warning
           +-- DeprecationWarning
           +-- PendingDeprecationWarning
           +-- RuntimeWarning
           +-- SyntaxWarning
           +-- UserWarning
           +-- FutureWarning
           +-- ImportWarning
           +-- UnicodeWarning
           +-- BytesWarning
           +-- EncodingWarning
           +-- ResourceWarning

Для обработки исключения в Python используется следующий синтаксис:

try:
    <код , который может вызвать исключения при выполнении>
except <классисключения_1>:
    <код обработки исключения>
except <классисключения_2>:
    <код обработки исключения>
...
else:
    <код выполняется, если не вызвано исключение в блоке try>
finally:
    <код , который выполняется всегда>

Блок try содержит код, в котором нужно обработать исключения, если они возникнут. При возникновении исключения интерпретатор последовательно проверяет в каком из блоков except обрабатывается это исключение. Исключение обрабатывается в первом блоке except, обрабатывающем класс этого исключения или базовый класс возникшего исключения. Необходимо учитывать иерархию исключений для определения порядка их обработки в блоках except. Начинать обработку исключений следует с более узких классов исключений. Если начать с более широкого класса исключения, например, Exception, то всегда при возникновении исключения будет срабатывать первый блок except. Сравните два следующих примера. В первом порядок обработки исключений указан от производных классов к базовым, а во втором – наоборот.

try:
    print(1 / int(input()))
except ZeroDivisionError:
    print("Ошибка деления на ноль.")
except ValueError:
    print("Невозможно преобразовать строку в число.")
except Exception:
    print("Неизвестная ошибка.")

При вводе значений «0» и «a» получим ожидаемый соответствующий возникающим исключениям вывод:

Невозможно преобразовать строку в число.

и

Ошибка деления на ноль.

Второй пример:

try:
    print(1 / int(input()))
except Exception:
    print("Неизвестная ошибка.")
except ZeroDivisionError:
    print("Ошибка деления на ноль.")
except ValueError:
    print("Невозможно преобразовать строку в число.")

При вводе значений «0» и «a» получим в обоих случаях неинформативный вывод:

Неизвестная ошибка.

Необязательный блок else выполняет код в случае, если в блоке try не вызвано исключение. Добавим блок else в пример для вывода сообщения об успешном выполнении операции:

try:
    print(1 / int(input()))
except ZeroDivisionError:
    print("Ошибка деления на ноль.")
except ValueError:
    print("Невозможно преобразовать строку в число.")
except Exception:
    print("Неизвестная ошибка.")
else:
    print("Операция выполнена успешно.")

Теперь при вводе корректного значения, например, «5», вывод программы будет следующим:

2.0
Операция выполнена успешно.

Блок finally выполняется всегда, даже если возникло какое-то исключение, не учтённое в блоках except или код в этих блоках сам вызвал какое-либо исключение. Добавим в нашу программу вывод строки «Программа завершена» в конце программы даже при возникновении исключений:

try:
    print(1 / int(input()))
except ZeroDivisionError:
    print("Ошибка деления на ноль.")
except ValueError:
    print("Невозможно преобразовать строку в число.")
except Exception:
    print("Неизвестная ошибка.")
else:
    print("Операция выполнена успешно.")
finally:
    print("Программа завершена.")

Перепишем код, созданный с применением подхода LBYL, для первого примера из этой главы с использованием обработки исключений:

try:
    print(";".join(str(1 / x) for x in range(int(input()), int(input()) + 1)))
except ZeroDivisionError:
    print("Диапазон чисел содержит 0.")
except ValueError:
    print("Необходимо ввести два числа.")

Теперь наша программа читается намного легче. При этом создание кода для обработки исключений не заняло много времени и не потребовало проверки сложных условий.

Исключения можно принудительно вызывать с помощью оператора raise. Этот оператор имеет следующий синтаксис:

raise <класс исключения>(параметры)

В качестве параметра можно, например, передать строку с сообщением об ошибке.

В Python можно создавать свои собственные исключения. Синтаксис создания исключения такой же, как и у создания класса. При создании исключения его необходимо наследовать от какого-либо стандартного класса-исключения.

Напишем программу, которая выводит сумму списка целых чисел, и вызывает исключение, если в списке чисел есть хотя бы одно чётное или отрицательное число. Создадим свои классы исключений:

• NumbersError – базовый класс исключения;
• EvenError – исключение, которое вызывается при наличии хотя бы одного чётного числа;
• NegativeError – исключение, которое вызывается при наличии хотя бы одного отрицательного числа.

class NumbersError(Exception):
    pass


class EvenError(NumbersError):
    pass


class NegativeError(NumbersError):
    pass


def no_even(numbers):
    if all(x % 2 != 0 for x in numbers):
        return True
    raise EvenError("В списке не должно быть чётных чисел")


def no_negative(numbers):
    if all(x >= 0 for x in numbers):
        return True
    raise NegativeError("В списке не должно быть отрицательных чисел")


def main():
    print("Введите числа в одну строку через пробел:")
    try:
        numbers = [int(x) for x in input().split()]
        if no_negative(numbers) and no_even(numbers):
            print(f"Сумма чисел равна: {sum(numbers)}.")
    except NumbersError as e:  # обращение к исключению как к объекту
        print(f"Произошла ошибка: {e}.")
    except Exception as e:
        print(f"Произошла непредвиденная ошибка: {e}.")

        
if __name__ == "__main__":
    main()

Обратите внимание: в программе основной код выделен в функцию main. А код вне функций содержит только условный оператор и вызов функции main при выполнении условия __name__ == "__main__". Это условие проверяет, запущен ли файл как самостоятельная программа или импортирован как модуль.

Любая программа, написанная на языке программирования Python может быть импортирована как модуль в другую программу. В идеологии Python импортировать модуль – значит полностью его выполнить. Если основной код модуля содержит вызовы функций, ввод или вывод данных без использования указанного условия __name__ == "__main__", то произойдёт полноценный запуск программы. А это не всегда удобно, если из модуля нужна только отдельная функция или какой-либо класс.

При изучении модуля itertools, мы говорили о том, как импортировать модуль в программу. Покажем ещё раз два способа импорта на примере собственного модуля.

Для импорта модуля из файла, например example_module.py, нужно указать его имя, если он находится в той же папке, что и импортирующая его программа:

import example_module

Если требуется отдельный компонент модуля, например функция или класс, то импорт можно осуществить так:

from example_module import some_function, ExampleClass

Обратите внимание: при втором способе импортированные объекты попадают в пространство имён новой программы. Это означает, что они будут объектами новой программы, и в программе не должно быть других объектов с такими же именами.

Введение

Если в коде есть ошибка, которую видит интерпретатор поднимается исключение, создается так называемый
Exception Object, выполнение останавливается, в терминале
показывается Traceback.

Исключение, которое предусмотрено в коде называется обработанным (Handled)

Блок try except имеет следующий синтаксис

try:
pass
except Exception:
pass
else:
pass
finally:
pass

В этой статье я создал файл

try_except.py

куда копирую код из примеров.

Пример

Попробуем открыть несуществующий файл и воспользоваться базовым Exception

try:
f = open(‘missing.txt’)
except Exception:
print(‘ERR: File not found’)

python try_except.py

ERR: No missing.txt file found

Ошибка поймана, видно наше сообщение а не Traceback

Проверим, что когда файл существует всё хорошо

try:
f = open(‘existing.txt’)
except Exception:
print(‘ERR: File not found’)

python try_except.py

Пустота означает успех

Два исключения

Если ошибок больше одной нужны дополнительные исключения. Попробуем открыть существующий файл, и после этого
добавить ошибку.

try:
f = open(‘existing.txt’)
x = bad_value
except Exception:
print(‘ERR: File not found’)

python try_except.py

ERR: File not found

Файл открылся, но так как в следующей строке ошибка — в терминале появилось вводящее в заблуждение сообщение.
Проблема не в том, что «File not found» а в том, что bad_value нигде не определёно.

Избежать сбивающих с толку сообщений можно указав тип ожидаемой ошибки. В данном примере это FileNotFoundError

try:
# expected exception
f = open(‘existing.txt’)
# unexpected exception should result in Traceback
x = bad_value
except FileNotFoundError:
print(‘ERR: File not found’)

python try_except.py

Traceback (most recent call last):
File «/home/andrei/python/try_except2.py», line 5, in <module>
x = bad_value
NameError: name ‘bad_value’ is not defined

Вторая ошибка не поймана поэтому показан Traceback

Поймать обе ошибки можно добавив второй Exception

try:
# expected exception should be caught by FileNotFoundError
f = open(‘missing.txt’)
# unexpected exception should be caught by Exception
x = bad_value
except FileNotFoundError:
print(‘ERR: File not found’)
except Exception:
print(‘ERR: Something unexpected went wrong’)

python try_except.py

ERR: File not found

ERR: Something unexpected went wrong

Печать текста ошибки

Вместо своего текста можно выводить текст ошибки. Попробуем с существующим файлом — должна быть одна пойманная ошибка.

try:
# expected exception should be caught by FileNotFoundError
f = open(‘existing.txt’)
# unexpected exception should be caught by Exception
x = bad_value
except FileNotFoundError as e:
print(e)
except Exception as e:
print(e)

python try_except.py

name ‘bad_value’ is not defined

Теперь попытаемся открыть несуществующий файл — должно быть две пойманные ошибки.

try:
# expected exception should be caught by FileNotFoundError
f = open(‘missing.txt’)
# unexpected exception should be caught by Exception
x = bad_value
except FileNotFoundError as e:
print(e)
except Exception as e:
print(e)

python try_except.py

name ‘bad_value’ is not defined

[Errno 2] No such file or directory: ‘missing.txt’

else

try:
f = open(‘existing.txt’)
except FileNotFoundError as e:
print(e)
except Exception as e:
print(e)
else:
print(f.read())
f.close()

python try_except.py

www.heihei.ru

Если попробовать открыть несуществующий файл

missing.txt

то исключение обрабатывается, а код из блока else не выполняется.

[Errno 2] No such file or directory: ‘missing.txt’

finally

Блок finally будет выполнен независимо от того, поймано исключение или нет

try:
f = open(‘existing.txt’)
except FileNotFoundError as e:
print(e)
except Exception as e:
print(e)
else:
print(f.read())
f.close()
finally:
print(«Finally!»)

www.heihei.ru

Finally!

А если попытаться открыть несуществующий

missing.txt

[Errno 2] No such file or directory: ‘missing.txt’
Finally!

Когда нужно применять finally:

import os

def make_at(path, dir_name):
original_path = os.getcwd()
os.chdir(path)
os.mkdir(dir_name)
os.chdir(original_path)

def make_at(path, dir_name):
original_path = os.getcwd()
os.chdir(path)
try:
os.mkdir(dir_name)
finally:
os.chdir(original_path)

Не лишнима будет добавить обработку и вывод исключения

import os
import sys

def make_at(path, dir_name):
original_path = os.getcwd()
os.chdir(path)
try:
os.mkdir(dir_name)

except OSError as e:
print(e, file=sys.stderr)
raise
finally:
os.chdir(original_path)

По умолчанию print() выводит в sys.stdout, но в случае ислючений логичнее выводить в sys.stderr

raise

Можно вызывать исключения вручную в любом месте кода с помощью
raise.

try:
f = open(‘outdated.txt’)
if f.name == ‘outdated.txt’:
raise Exception
except FileNotFoundError as e:
print(e)
except Exception as e:
print(‘File is outdated!’)
else:
print(f.read())
f.close()
finally:
print(«Finally!»)

python try_except.py

File is outdated!
Finally!

Пример 2

Рассмотрим функцию, которая принимает числа прописью и возвращает цифрами

DIGIT_MAP = {
‘zero’: ‘0’,
‘one’: ‘1’,
‘two’: ‘2’,
‘three’: ‘3’,
‘four’: ‘4’,
‘five’: ‘5’,
‘six’: ‘6’,
‘seven’: ‘7’,
‘eight’: ‘8’,
‘nine’: ‘9’,
}

def convert(s):
number = »
for token in s:
number += DIGIT_MAP[token]
x = int(number)
return x

python

>>> from exc1 import convert
>>> convert(«one three three seven».split())
1337

Теперь передадим аргумент, который не предусмотрен в словаре

>>> convert(«something unseen«.split())
Traceback (most recent call last):
File «<stdin>», line 1, in <module>
File «/home/andrei/python/exc1.py», line 17, in convert
number &plu= DIGIT_MAP[token]
KeyError: ‘something’

KeyError — это тип Exception объекта. Полный список можно изучить в конце статьи.

Исключение прошло следующий путь:

REPL → convert() → DIGIT_MAP(«something») → KeyError

Обработать это исключение можно внеся изменения в функцию convert

convert(s):
try:
number = »
for token in s:
number += DIGIT_MAP[token]
x = int(number)
print(«Conversion succeeded! x = «, x)
except KeyError:
print(«Conversion failed!»)
x = —1
return x

>>> from exc1 import convert
>>> convert(«one nine six one».split())
Conversion succeeded! x = 1961
1961
>>> convert(«something unseen».split())
Conversion failed!
-1

Эта обработка не спасает если передать int вместо итерируемого объекта

>>> convert(2022)
Traceback (most recent call last):
File «<stdin>», line 1, in <module>
File «/home/andrei/python/exc1.py», line 17, in convert
for token in s:
TypeError: ‘int’ object is not iterable

Нужно добавить обработку TypeError

…
except KeyError:
print(«Conversion failed!»)
x = —1
except TypeError:
print(«Conversion failed!»)
x = —1
return x

>>> from exc1 import convert
>>> convert(«2022».split())
Conversion failed!
-1

def convert(s):
«»»Convert a string to an integer.»»»
x = —1
try:
number = »
for token in s:
number += DIGIT_MAP[token]
x = int(number)
except (KeyError, TypeError):
pass
return x

>>> from exc4 import convert
>>> convert(«one nine six one».split())
1961
>>> convert(«bad nine six one».split())
-1
>>> convert(2022)
-1

Ошибки обрабатываются, но без принтов, процесс не очень информативен.

Грамотно показать текст сообщений об ошибках можно импортировав sys и изменив функцию

import sys

DIGIT_MAP = {
‘zero’: ‘0’,
‘one’: ‘1’,
‘two’: ‘2’,
‘three’: ‘3’,
‘four’: ‘4’,
‘five’: ‘5’,
‘six’: ‘6’,
‘seven’: ‘7’,
‘eight’: ‘8’,
‘nine’: ‘9’,
}

def convert(s):
«»»Convert a string to an integer.»»»
try:
number = »
for token in s:
number += DIGIT_MAP[token]
return(int(number))
except (KeyError, TypeError) as e:
print(f«Conversion error: {e!r}», file=sys.stderr)
return —1

>>> from exc1 import convert
>>> convert(2022)
Conversion error: TypeError(«‘int’ object is not iterable»)
-1
>>> convert(«one nine six one».split())
1961
>>> convert(«bad nine six one».split())
Conversion error: KeyError(‘bad’)

raise вместо кода ошибки

def string_log(s):
v = convert(s)
return log(v)

>>> from exc1 import string_log
>>> string_log(«one two eight».split())
4.852030263919617
>>> string_log(«bad one two».split())
Conversion error: KeyError(‘bad’)
Traceback (most recent call last):
File «<stdin>», line 1, in <module>
File «/home/andrei/exc1.py», line 32, in string_log
return log(v)
ValueError: math domain error

convert() вернул -1 а string_log попробовал его обработать и не смог.

Можно заменить return -1 на raise. Это считается более правильным подходом в Python

def convert(s):
«»»Convert a string to an integer.»»»
try:
number = »
for token in s:
number += DIGIT_MAP[token]
return(int(number))
except (KeyError, TypeError) as e:
print(f«Conversion error: {e!r}», file=sys.stderr)
raise

>>> from exc7 import string_log
>>> string_log(«one zero».split())
2.302585092994046
>>> string_log(«bad one two».split())
Conversion error: KeyError(‘bad’)
Traceback (most recent call last):
File «<stdin>», line 1, in <module>
File «/home/andrei/exc7.py», line 31, in string_log
v = convert(s)
File «/home/andrei/exc7.py», line 23, in convert
number += DIGIT_MAP[token]
KeyError: ‘bad’

Пример 3

Рассмотрим алгоритм по поиску квадратного корня

def sqrt(x):
«»»Compute square roots using the method
of Heron of Alexandria.

Args:
x: The number for which the square root
is to be computed.

Returns:
The square root of x.
«»»

guess = x
i = 0
while guess * guess != x and i < 20:
guess = (guess + x / guess) / 2.0
i += 1
return guess

def main():
print(sqrt(9))
print(sqrt(2))

if __name__ == ‘__main__’:
main()

python sqrt_ex.py

3.0
1.414213562373095

При попытке вычислить корень от -1 получим ошибку

def main():
print(sqrt(9))
print(sqrt(2))
print(sqrt(-1))

python sqrt_ex.py

3.0
1.414213562373095
Traceback (most recent call last):
File «/home/andrei/sqrt_ex.py», line 26, in <module>
main()
File «/home/andrei/sqrt_ex.py», line 23, in main
print(sqrt(-1))
File «/home/andrei/sqrt_ex.py», line 16, in sqrt
guess = (guess + x / guess) / 2.0
ZeroDivisionError: float division by zero

В строке

guess = (guess + x / guess) / 2.0

Происходит деление на ноль

Обработать можно следующим образом:

def main():
try:
print(sqrt(9))
print(sqrt(2))
print(sqrt(-1))
except ZeroDivisionError:
print(«Cannot compute square root «
«of a negative number.»)

print(«Program execution continues «
«normally here.»)

Обратите внимание на то, что в try помещены все вызовы функции

python sqrt_ex.py

3.0
1.414213562373095
Cannot compute square root of a negative number.
Program execution continues normally here.

Если пытаться делить на ноль несколько раз — поднимется одно исключение и всё что находится в блоке
try после выполняться не будет

def main():
try:
print(sqrt(9))
print(sqrt(-1))
print(sqrt(2))
print(sqrt(-1))

python sqrt_ex.py

3.0
Cannot compute square root of a negative number.
Program execution continues normally here.

Каждую попытку вычислить корень из -1 придётся обрабатывать отдельно. Это кажется неудобным, но
в этом и заключается смысл — каждое место где вы ждёте ислючение нужно помещать в свой
try except блок.

Можно обработать исключение так:

try:
while guess * guess != x and i < 20:
guess = (guess + x / guess) / 2.0
i += 1
except ZeroDivisionError:
raise ValueError()
return guess

def main():
print(sqrt(9))
print(sqrt(-1))

python sqrt_ex.py

3.0
Traceback (most recent call last):
File «/home/andrei/sqrt_ex3.py», line 17, in sqrt
guess = (guess + x / guess) / 2.0
ZeroDivisionError: float division by zero

During handling of the above exception, another exception occurred:

Traceback (most recent call last):
File «/home/andrei/sqrt_ex3.py», line 30, in <module>
main()
File «/home/andrei/sqrt_ex3.py», line 25, in main
print(sqrt(-1))
File «/home/andrei/sqrt_ex3.py», line 20, in sqrt
raise ValueError()
ValueError

Гораздо логичнее поднимать исключение сразу при получении аргумента

def sqrt(x):
«»»Compute square roots using the method
of Heron of Alexandria.

Args:
x: The number for which the square root
is to be computed.

Returns:
The square root of x.

Raises:
ValueError: If x is negative
«»»

if x < 0:
raise ValueError(
«Cannot compute square root of «
f«negative number {x}»)

guess = x
i = 0
while guess * guess != x and i < 20:
guess = (guess + x / guess) / 2.0
i += 1
return guess

def main():
print(sqrt(9))
print(sqrt(-1))
print(sqrt(2))
print(sqrt(-1))

if __name__ == ‘__main__’:
main()

python sqrt_ex.py

3.0
Traceback (most recent call last):
File «/home/avorotyn/python/lessons/pluralsight/core_python_getting_started/chapter8/sqrt_ex4.py», line 35, in <module>
main()
File «/home/avorotyn/python/lessons/pluralsight/core_python_getting_started/chapter8/sqrt_ex4.py», line 30, in main
print(sqrt(-1))
File «/home/avorotyn/python/lessons/pluralsight/core_python_getting_started/chapter8/sqrt_ex4.py», line 17, in sqrt
raise ValueError(
ValueError: Cannot compute square root of negative number -1

Пока получилось не очень — виден Traceback

Убрать Traceback можно добавив обработку ValueError в вызов функций

import sys

def sqrt(x):
«»»Compute square roots using the method
of Heron of Alexandria.

Args:
x: The number for which the square root
is to be computed.

Returns:
The square root of x.

Raises:
ValueError: If x is negative
«»»

if x < 0:
raise ValueError(
«Cannot compute square root of «
f«negative number {x}»)

guess = x
i = 0
while guess * guess != x and i < 20:
guess = (guess + x / guess) / 2.0
i += 1
return guess

def main():
try:
print(sqrt(9))
print(sqrt(2))
print(sqrt(-1))
print(«This is never printed»)
except ValueError as e:
print(e, file=sys.stderr)

print(«Program execution continues normally here.»)

if __name__ == ‘__main__’:
main()

python sqrt_ex.py

3.0
1.414213562373095
Cannot compute square root of negative number -1
Program execution continues normally here.

Исключения, которые не нужно обрабатывать

IndentationError, SyntaxError, NameError нужно исправлять в коде а не пытаться обработать.

Важно помнить, что использовать обработку исключений для замалчивания ошибок программиста недопустимо.

Список исключений

Список встроенных в Python исключений

Существуют следующие типы объектов Exception

BaseException
+— SystemExit
+— KeyboardInterrupt
+— GeneratorExit
+— Exception
+— StopIteration
+— StopAsyncIteration
+— ArithmeticError
| +— FloatingPointError
| +— OverflowError
| +— ZeroDivisionError
+— AssertionError
+— AttributeError
+— BufferError
+— EOFError
+— ImportError
| +— ModuleNotFoundError
+— LookupError
| +— IndexError
| +— KeyError
+— MemoryError
+— NameError
| +— UnboundLocalError
+— OSError
| +— BlockingIOError
| +— ChildProcessError
| +— ConnectionError
| | +— BrokenPipeError
| | +— ConnectionAbortedError
| | +— ConnectionRefusedError
| | +— ConnectionResetError
| +— FileExistsError
| +— FileNotFoundError
| +— InterruptedError
| +— IsADirectoryError
| +— NotADirectoryError
| +— PermissionError
| +— ProcessLookupError
| +— TimeoutError
+— ReferenceError
+— RuntimeError
| +— NotImplementedError
| +— RecursionError
+— SyntaxError
| +— IndentationError
| +— TabError
+— SystemError
+— TypeError
+— ValueError
| +— UnicodeError
| +— UnicodeDecodeError
| +— UnicodeEncodeError
| +— UnicodeTranslateError
+— Warning
+— DeprecationWarning
+— PendingDeprecationWarning
+— RuntimeWarning
+— SyntaxWarning
+— UserWarning
+— FutureWarning
+— ImportWarning
+— UnicodeWarning
+— BytesWarning
+— EncodingWarning
+— ResourceWarning

IndexError

Пример

>>> a = [0, 1, 2]
>>> a[3]

Traceback (most recent call last):
File «<stdin>», line 1, in <module>
IndexError: list index out of range

ValueError

ValueError поднимается когда объект правильного типа, но содержит неправильное значение

>>> int(«text»)

Traceback (most recent call last):
File «<stdin>», line 1, in <module>
ValueError: invalid literal for int() with base 10: ‘text’

KeyError

KeyError поднимается когда поиск по ключам не даёт результата

>>> sites = dict(urn=1, heihei=2, eth1=3)
>>> sites[«topbicycle»]

Traceback (most recent call last):
File «<stdin>», line 1, in <module>
KeyError: ‘topbicycle’

TypeError

TypeError поднимается когда для успешного выполнения операции нужен объект
определённого типа, а предоставлен другой тип.

pi = 3.1415

text = «Pi is approximately « + pi

python str_ex.py

Traceback (most recent call last):
File «str_ex.py», line 3, in <module>
text = «Pi is approximately » + pi
TypeError: can only concatenate str (not «float») to str

Пример из статьи

str()

SyntaxError

SyntaxError поднимается когда допущена ошибка в синтаксисе языка, например, использован
несуществующий оператор.

Python 3.8.10 (default, Nov 14 2022, 12:59:47)
[GCC 9.4.0] on linux
Type «help», «copyright», «credits» or «license» for more information.
>>>
>>>
>>> 0 <> 0
File «<stdin>», line 1
0 <> 0
^
SyntaxError: invalid syntax

Пример из статьи

__future__

Содержание:развернуть

• Как устроен механизм исключений
• Как обрабатывать исключения в Python (try except)

• As — сохраняет ошибку в переменную

• Finally — выполняется всегда

• Else — выполняется когда исключение не было вызвано

• Несколько блоков except

• Несколько типов исключений в одном блоке except

• Raise — самостоятельный вызов исключений

• Как пропустить ошибку

• Исключения в lambda функциях
• 20 типов встроенных исключений в Python
• Как создать свой тип Exception

Программа, написанная на языке Python, останавливается сразу как обнаружит ошибку. Ошибки могут быть (как минимум) двух типов:

• Синтаксические ошибки — возникают, когда написанное выражение не соответствует правилам языка (например, написана лишняя скобка);
• Исключения — возникают во время выполнения программы (например, при делении на ноль).

Синтаксические ошибки исправить просто (если вы используете IDE, он их подсветит). А вот с исключениями всё немного сложнее — не всегда при написании программы можно сказать возникнет или нет в данном месте исключение. Чтобы приложение продолжило работу при возникновении проблем, такие ошибки нужно перехватывать и обрабатывать с помощью блока try/except.

Как устроен механизм исключений

В Python есть встроенные исключения, которые появляются после того как приложение находит ошибку. В этом случае текущий процесс временно приостанавливается и передает ошибку на уровень вверх до тех пор, пока она не будет обработано. Если ошибка не будет обработана, программа прекратит свою работу (а в консоли мы увидим Traceback с подробным описанием ошибки).

💁‍♂️ Пример: напишем скрипт, в котором функция ожидает число, а мы передаём сроку (это вызовет исключение «TypeError»):

def b(value):
print("-> b")
print(value + 1) # ошибка тут

> -> a
> -> b
> Traceback (most recent call last):
> File "test.py", line 11, in <module>
> a("10")
> File "test.py", line 8, in a
> b(value)
> File "test.py", line 3, in b
> print(value + 1)
> TypeError: can only concatenate str (not "int") to str

В данном примере мы запускаем файл «test.py» (через консоль). Вызывается функция «a«, внутри которой вызывается функция «b«. Все работает хорошо до сточки print(value + 1). Тут интерпретатор понимает, что нельзя конкатенировать строку с числом, останавливает выполнение программы и вызывает исключение «TypeError».

Далее ошибка передается по цепочке в обратном направлении: «b» → «a» → «test.py«. Так как в данном примере мы не позаботились обработать эту ошибку, вся информация по ошибке отобразится в консоли в виде Traceback.

Traceback (трассировка) — это отчёт, содержащий вызовы функций, выполненные в определенный момент. Трассировка помогает узнать, что пошло не так и в каком месте это произошло.

Traceback лучше читать снизу вверх ↑

В нашем примере Traceback содержится следующую информацию (читаем снизу вверх):

1. TypeError — тип ошибки (означает, что операция не может быть выполнена с переменной этого типа);
2. can only concatenate str (not "int") to str — подробное описание ошибки (конкатенировать можно только строку со строкой);
3. Стек вызова функций (1-я линия — место, 2-я линия — код). В нашем примере видно, что в файле «test.py» на 11-й линии был вызов функции «a» со строковым аргументом «10». Далее был вызов функции «b». print(value + 1) это последнее, что было выполнено — тут и произошла ошибка.
4. most recent call last — означает, что самый последний вызов будет отображаться последним в стеке (в нашем примере последним выполнился print(value + 1)).

В Python ошибку можно перехватить, обработать, и продолжить выполнение программы — для этого используется конструкция try ... except ....

Как обрабатывать исключения в Python (try except)

В Python исключения обрабатываются с помощью блоков try/except. Для этого операция, которая может вызвать исключение, помещается внутрь блока try. А код, который должен быть выполнен при возникновении ошибки, находится внутри except.

Например, вот как можно обработать ошибку деления на ноль:

try:
a = 7 / 0
except:
print('Ошибка! Деление на 0')

Здесь в блоке try находится код a = 7 / 0 — при попытке его выполнить возникнет исключение и выполнится код в блоке except (то есть будет выведено сообщение «Ошибка! Деление на 0»). После этого программа продолжит свое выполнение.

💭 PEP 8 рекомендует, по возможности, указывать конкретный тип исключения после ключевого слова except (чтобы перехватывать и обрабатывать конкретные исключения):

try:
a = 7 / 0
except ZeroDivisionError:
print('Ошибка! Деление на 0')

Однако если вы хотите перехватывать все исключения, которые сигнализируют об ошибках программы, используйте тип исключения Exception:

try:
a = 7 / 0
except Exception:
print('Любая ошибка!')

As — сохраняет ошибку в переменную

Перехваченная ошибка представляет собой объект класса, унаследованного от «BaseException». С помощью ключевого слова as можно записать этот объект в переменную, чтобы обратиться к нему внутри блока except:

try:
file = open('ok123.txt', 'r')
except FileNotFoundError as e:
print(e)

> [Errno 2] No such file or directory: 'ok123.txt'

В примере выше мы обращаемся к объекту класса «FileNotFoundError» (при выводе на экран через print отобразится строка с полным описанием ошибки).

У каждого объекта есть поля, к которым можно обращаться (например если нужно логировать ошибку в собственном формате):

import datetime

> 20-11-2021 18:42:01 [FileNotFoundError]: No such file or directory, filename: ok123.txt

Finally — выполняется всегда

При обработке исключений можно после блока try использовать блок finally. Он похож на блок except, но команды, написанные внутри него, выполняются обязательно. Если в блоке try не возникнет исключения, то блок finally выполнится так же, как и при наличии ошибки, и программа возобновит свою работу.

Обычно try/except используется для перехвата исключений и восстановления нормальной работы приложения, а try/finally для того, чтобы гарантировать выполнение определенных действий (например, для закрытия внешних ресурсов, таких как ранее открытые файлы).

В следующем примере откроем файл и обратимся к несуществующей строке:

file = open('ok.txt', 'r')

> файл закрыт!
> Traceback (most recent call last):
> File "test.py", line 5, in <module>
> print(lines[5])
> IndexError: list index out of range

Даже после исключения «IndexError», сработал код в секции finally, который закрыл файл.

p.s. данный пример создан для демонстрации, в реальном проекте для работы с файлами лучше использовать менеджер контекста with.

Также можно использовать одновременно три блока try/except/finally. В этом случае:

• в try — код, который может вызвать исключения;
• в except — код, который должен выполниться при возникновении исключения;
• в finally — код, который должен выполниться в любом случае.

def sum(a, b):
res = 0

> a = 1, b = 2, res = 3

Else — выполняется когда исключение не было вызвано

Иногда нужно выполнить определенные действия, когда код внутри блока try не вызвал исключения. Для этого используется блок else.

Допустим нужно вывести результат деления двух чисел и обработать исключения в случае попытки деления на ноль:

b = int(input('b = '))
c = int(input('c = '))
try:
a = b / c
except ZeroDivisionError:
print('Ошибка! Деление на 0')
else:
print(f"a = {a}")

> b = 10
> c = 1
> a = 10.0

В этом случае, если пользователь присвоит переменной «с» ноль, то появится исключение и будет выведено сообщение «‘Ошибка! Деление на 0′», а код внутри блока else выполняться не будет. Если ошибки не будет, то на экране появятся результаты деления.

Несколько блоков except

В программе может возникнуть несколько исключений, например:

1. Ошибка преобразования введенных значений к типу float («ValueError»);
2. Деление на ноль («ZeroDivisionError»).

В Python, чтобы по-разному обрабатывать разные типы ошибок, создают несколько блоков except:

try:
b = float(input('b = '))
c = float(input('c = '))
a = b / c
except ZeroDivisionError:
print('Ошибка! Деление на 0')
except ValueError:
print('Число введено неверно')
else:
print(f"a = {a}")

> b = 10
> c = питон
> Число введено неверно

Теперь для разных типов ошибок есть свой обработчик.

Несколько типов исключений в одном блоке except

Можно также обрабатывать в одном блоке except сразу несколько исключений. Для этого они записываются в круглых скобках, через запятую сразу после ключевого слова except. Чтобы обработать сообщения «ZeroDivisionError» и «ValueError» в одном блоке записываем их следующим образом:

try:
b = float(input('b = '))
c = float(input('c = '))
a = b / c
except (ZeroDivisionError, ValueError) as er:
print(er)
else:
print('a = ', a)

При этом переменной er присваивается объект того исключения, которое было вызвано. В результате на экран выводятся сведения о конкретной ошибке.

Raise — самостоятельный вызов исключений

Исключения можно генерировать самостоятельно — для этого нужно запустить оператор raise.

min = 100
if min > 10:
raise Exception('min must be less than 10')

> Traceback (most recent call last):
> File "test.py", line 3, in <module>
> raise Exception('min value must be less than 10')
> Exception: min must be less than 10

Перехватываются такие сообщения точно так же, как и остальные:

min = 100

> Моя ошибка

Кроме того, ошибку можно обработать в блоке except и пробросить дальше (вверх по стеку) с помощью raise:

min = 100

> Моя ошибка
> Traceback (most recent call last):
> File "test.py", line 5, in <module>
> raise Exception('min must be less than 10')
> Exception: min must be less than 10

Как пропустить ошибку

Иногда ошибку обрабатывать не нужно. В этом случае ее можно пропустить с помощью pass:

try:
a = 7 / 0
except ZeroDivisionError:
pass

Исключения в lambda функциях

Обрабатывать исключения внутри lambda функций нельзя (так как lambda записывается в виде одного выражения). В этом случае нужно использовать именованную функцию.

20 типов встроенных исключений в Python

Иерархия классов для встроенных исключений в Python выглядит так:

BaseException
SystemExit
KeyboardInterrupt
GeneratorExit
Exception
ArithmeticError
AssertionError
...
...
...
ValueError
Warning

Все исключения в Python наследуются от базового BaseException:

• SystemExit — системное исключение, вызываемое функцией sys.exit() во время выхода из приложения;
• KeyboardInterrupt — возникает при завершении программы пользователем (чаще всего при нажатии клавиш Ctrl+C);
• GeneratorExit — вызывается методом close объекта generator;
• Exception — исключения, которые можно и нужно обрабатывать (предыдущие были системными и их трогать не рекомендуется).

От Exception наследуются:

1 StopIteration — вызывается функцией next в том случае если в итераторе закончились элементы;

2 ArithmeticError — ошибки, возникающие при вычислении, бывают следующие типы:

• FloatingPointError — ошибки при выполнении вычислений с плавающей точкой (встречаются редко);
• OverflowError — результат вычислений большой для текущего представления (не появляется при операциях с целыми числами, но может появиться в некоторых других случаях);
• ZeroDivisionError — возникает при попытке деления на ноль.

3 AssertionError — выражение, используемое в функции assert неверно;

4 AttributeError — у объекта отсутствует нужный атрибут;

5 BufferError — операция, для выполнения которой требуется буфер, не выполнена;

6 EOFError — ошибка чтения из файла;

7 ImportError — ошибка импортирования модуля;

8 LookupError — неверный индекс, делится на два типа:

• IndexError — индекс выходит за пределы диапазона элементов;
• KeyError — индекс отсутствует (для словарей, множеств и подобных объектов);

9 MemoryError — память переполнена;

10 NameError — отсутствует переменная с данным именем;

11 OSError — исключения, генерируемые операционной системой:

• ChildProcessError — ошибки, связанные с выполнением дочернего процесса;
• ConnectionError — исключения связанные с подключениями (BrokenPipeError, ConnectionResetError, ConnectionRefusedError, ConnectionAbortedError);
• FileExistsError — возникает при попытке создания уже существующего файла или директории;
• FileNotFoundError — генерируется при попытке обращения к несуществующему файлу;
• InterruptedError — возникает в том случае если системный вызов был прерван внешним сигналом;
• IsADirectoryError — программа обращается к файлу, а это директория;
• NotADirectoryError — приложение обращается к директории, а это файл;
• PermissionError — прав доступа недостаточно для выполнения операции;
• ProcessLookupError — процесс, к которому обращается приложение не запущен или отсутствует;
• TimeoutError — время ожидания истекло;

12 ReferenceError — попытка доступа к объекту с помощью слабой ссылки, когда объект не существует;

13 RuntimeError — генерируется в случае, когда исключение не может быть классифицировано или не подпадает под любую другую категорию;

14 NotImplementedError — абстрактные методы класса нуждаются в переопределении;

15 SyntaxError — ошибка синтаксиса;

16 SystemError — сигнализирует о внутренне ошибке;

17 TypeError — операция не может быть выполнена с переменной этого типа;

18 ValueError — возникает когда в функцию передается объект правильного типа, но имеющий некорректное значение;

19 UnicodeError — исключение связанное с кодирование текста в unicode, бывает трех видов:

• UnicodeEncodeError — ошибка кодирования;
• UnicodeDecodeError — ошибка декодирования;
• UnicodeTranslateError — ошибка перевода unicode.

20 Warning — предупреждение, некритическая ошибка.

💭 Посмотреть всю цепочку наследования конкретного типа исключения можно с помощью модуля inspect:

import inspect

> (<class 'TimeoutError'>, <class 'OSError'>, <class 'Exception'>, <class 'BaseException'>, <class 'object'>)

📄 Подробное описание всех классов встроенных исключений в Python смотрите в официальной документации.

Как создать свой тип Exception

В Python можно создавать свои исключения. При этом есть одно обязательное условие: они должны быть потомками класса Exception:

class MyError(Exception):
def __init__(self, text):
self.txt = text

> Моя ошибка

С помощью try/except контролируются и обрабатываются ошибки в приложении. Это особенно актуально для критически важных частей программы, где любые «падения» недопустимы (или могут привести к негативным последствиям). Например, если программа работает как «демон», падение приведет к полной остановке её работы. Или, например, при временном сбое соединения с базой данных, программа также прервёт своё выполнение (хотя можно было отловить ошибку и попробовать соединиться в БД заново).

Вместе с try/except можно использовать дополнительные блоки. Если использовать все блоки описанные в статье, то код будет выглядеть так:

try:
# попробуем что-то сделать
except (ZeroDivisionError, ValueError) as e:
# обрабатываем исключения типа ZeroDivisionError или ValueError
except Exception as e:
# исключение не ZeroDivisionError и не ValueError
# поэтому обрабатываем исключение общего типа (унаследованное от Exception)
# сюда не сходят исключения типа GeneratorExit, KeyboardInterrupt, SystemExit
else:
# этот блок выполняется, если нет исключений
# если в этом блоке сделать return, он не будет вызван, пока не выполнился блок finally
finally:
# этот блок выполняется всегда, даже если нет исключений else будет проигнорирован
# если в этом блоке сделать return, то return в блоке

Подробнее о работе с исключениями в Python можно ознакомиться в официальной документации.