43. Обработка исключений (try/except) в Python

Оглавление урока

• Иерархия исключений в Python
• Исключения Exception (под спойлером)
• Конструкция try/except в Python
• Ключевое слово as в Python
• Ключевое слово raise в Python
• Утверждение assert в Python
• Заключение

Введение

В предыдущем уроке вы познакомились с циклами while/else и for/else. В этом уроке разберем, как обрабатывать исключения, вызываемые интерпретатором Python. Уверен, вы писали код, который отлично работал, но при вводе определенных данных, например, строки вместо числа, программа останавливалась и выдавала ошибку. Это генерировалось исключение и, так как вы его не обрабатывали, работа программы прекращалась.

Давайте целенаправленно вызовем исключение ZeroDivisionError. Если вы разделите любое число на ноль, то получите подобную ошибку:

Traceback (most recent call last):
  File "C:/test.py", line 1, in <module>
    print(5/0) 
ZeroDivisionError: division by zero       

Этим сообщением интерпретатор Python нам говорит об ошибке в первой строке файла test.py, а точнее, в выражении print(5/0). В последней строке ошибки содержится название исключения и ее краткое описание.

Иерархия исключений в Python

Теперь кратко рассмотрим некоторые из исключений, которые могут возникнуть в языке Python. Сразу оговорюсь, нет необходимости запоминать все эти исключения, так как всегда их можно посмотреть в справочнике или здесь. С другой стороны, знание возможных ошибок поможет их предвидеть и не допустить. Материал этого раздела находится под спойлером, так как получился объемным.

BaseException – это базовое исключение, от него берут начало все остальные исключения.

В базовое исключение входят:

• GeneratorExit: будет вызвано в случае применения метода close, объекта generator.
• SystemExit: будет вызвано функцией sys.exit в случае выхода из программы.
• KeyboardInterrupt: будет вызвано, если пользователь нажал сочетание клавиш Ctrl + C в консоли.
• Exception: в отличие от предыдущих, это группа не системных исключений, а «пользовательских», если так можно выразиться.

pi = 0
for k in range(350):
    pi += 16.**k
print(pi)       

assert 1 == 0       

a = 10
a.atr       

Traceback (most recent call last):
  File "C:/test.py", line 2, in <module>
    a.atr()
AttributeError: 'int' object has no attribute 'atr'        

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

a = {'1': 1, '2': 2, '3': 3}
a['4']       

print(a)       

Traceback (most recent call last):
  File "C:/test.py", line 1, in <module>
    print(a)
NameError: name 'a' is not defined       

print('Hello' + 20)       

Конструкция try/except в Python

Настало время перейти к конструкции, которая позволяет «отлавливать» исключения в Python. Предположим, у нас есть программа, на вход которой поступает два числа, после чего одно делится на другое.

a, b = int(input()), int(input())
print(a / b)       

Вы уже знаете, что при определенных входных данных, программа завершится. Конечно, от деления на ноль можно защититься при помощи условной конструкции if:

a, b = int(input()), int(input())
if (b != 0):
    print(a / b)
else:
    print("b равно 0")       

Перепишем этот пример с использованием инструкции try/except:

try:
    a, b = int(input()), int(input())
    print(a / b)
except ZeroDivisionError:
    print("b равно 0")       

Как же работает инструкция try/except? Сначала будет выполнено выражение, которое расположено в блоке try. Если внутри блока try не возникло никаких исключений, то блок except пропускается и выполняется дальнейший код.

Если все же внутри блока try возникло исключение, то оставшийся код в этом блоке пропускается и выполняется код в блоке except и управление передается следующей инструкции после этого блока. Например, следующая программа завершится корректно, даже при делении на ноль:

try:
    a, b = int(input()), int(input())
    print(a / b)
except ZeroDivisionError:
    print("b равно 0")
print("Конец программы")       

Однако если в блоке try поднялось исключение, тип которого не указан в блоке except, программа прервется и будет выдана ошибка. Блоков except может быть несколько:

try:
    a, b = int(input()), int(input())
    print(a / b)
except ZeroDivisionError:
    print("b равно 0")
except ValueError:
    print("Введите число")       

Исключение ValueError возникнет, если вы введете, например, строку вместо числа. Если необходимо выполнить одни и те же действия при разных типах исключений, то можно их объединить в одном блоке except.

try:
    a, b = int(input()), int(input())
    print(a / b)
except (ZeroDivisionError, ValueError):
    print("Ошибка в работе программы.")       

Конструкция try/except поддерживает возможность перехватывать все исключения, для этого можно не указывать тип:

try:
    a, b = int(input()), int(input())
    print(a / b)
except:
    print("Ошибка в работе программы.")       

Конструкция try/except в Python имеет еще два опционных блока: finally и else. Блок finally выполняется всегда, независимо от того, было исключение или нет. Снова может показаться, что это бесполезный блок, ведь если except будет ловить все ошибки, то последующий код будет без проблем выполняться. Приведу пример, когда блок finally действительно необходим:

import sys

try:
    while True:
        pass
except KeyboardInterrupt:
    print('Ctrl + C')
    sys.exit()
finally:
    print("Выполнение чего-то важного")
print("Конец программы")       

Программа будет закрыта только при помощи сочетания клавиш Ctrl + C. Запустите пример и убедитесь что последний print() будет пропущен. А что если перед закрытием программы при помощи сочетания клавиш Ctrl + C необходимо сохранить пользовательскую информацию? Блок finally в данном случае вас выручит.

Опционный блок else в конструкции try/except нужен, чтобы выполнить необходимые инструкции только в том случае, если исключения не вызывались. Далее пример:

try:
    a, b = int(input()), int(input())
    print(a / b)
except:
    print("Ошибка в работе программы.")
else:
    print("Конец программы")       

Ключевое слово as в Python

Ключевое слово as в контексте исключений может помочь узнать, какое именно исключение было поднято.

try:
    a, b = int(input()), int(input())
    print(a / b)
except Exception as e:
    print(f"Исключение: {type(e)}")
    print(f"Что случилось: {e}")       

В этом примере мы используем f-строки и функцию type(). Если про них забыли, то вернитесь к этим урокам чтобы освежить в памяти. К ключевому слову as мы еще вернемся, когда будем работать с файлами.

Ключевое слово raise в Python

Иногда необходимо сгенерировать исключение, можно использовать ключевое слово raise:

try:
    a, b = int(input()), int(input())
    if (b == 0):
        raise ZeroDivisionError
    print(a / b)

except ZeroDivisionError:
    print("Деление на ноль")       

Или вы можете вызвать свое исключение в виде текстового сообщения:

try:
    a, b = int(input()), int(input())
    if (b == 0):
        raise ValueError("Деление на ноль")
    print(a / b)

except Exception as e:
    print(e)       

Утверждение assert в Python

Утверждение assert в Python используется в отладочных целях, а именно, для проверки истинности утверждений. Если результат проверки будет ложным, то будет возбуждено исключение AssertionError.

Инструкцию assert рекомендуется использовать для проверки ситуаций, которые не должны происходить, то есть те, которые нельзя обработать.

Заключение

В процессе программирования ошибок не избежать. Ошибки могут появиться как из-за неправильного ввода данных пользователем, так и по многим другим причинам, включая невнимательность программиста.

В этом уроке мы научились обрабатывать ошибки в Python при помощи конструкций try/except, try/except/else и try/except/finally. Узнали, как возбудить свою ошибку при помощи ключевого слова raise. Кратко узнали о ключевом слове as и утверждении assert.

Перед обработкой исключений, оцените как проще и эффективней предупредить ошибку: использовать try/except или обычную условную конструкцию if.

Похожие уроки и записи блога