Try Except в Python

Введение в тему

Зачастую возникают ситуации, когда программа или скрипт работают не так, как задумывал программист. Чаще всего это бывает из-за ввода неожиданных данных. Для обработки таких ситуаций в языке программирования Python есть конструкция try except else finally. Это называется обработкой исключений и позволяет контролировать аварийные случаи. Об этом мощном инструменте мы и поговорим в данном уроке.

Что такое исключения

Работа программиста во многом связана с возникающими в коде ошибками. Их приходится находить и исправлять. Особенно опасны так называемые гейзенбаги – ошибки, которые сложно воспроизвести. Так же существуют скрытые ошибки, их ещё можно назвать логическими. Ещё есть ошибки, которые и вовсе не зависят от программы. Представьте, у Вас есть программа-скрапер, которая автоматически скачивает картинки из соцсети. Заходит она на очередную страницу… А сервер сети поломался. Программа выдаст ошибку.

Если говорить именно о Питоне, то сложность ещё и в том, что это не компилируемый, а интерпретируемый язык, то есть код выполняется «на лету», строка за строкой. Это означает, что у Пайтон-программиста нет возможности отловить ошибки на этапе компиляции. Ещё одна сложность заключается в том, что Python – язык со строгой, но динамической типизацией. Частично это решается в последних версиях языка средством под названием «аннотирование типов», но полностью проблемы не устраняет.

И так, существуют следующие виды ошибок:

• Синтаксические – когда программист нарушает правила самого языка, к примеру, допускает опечатку в ключевом слове;
• Логические – когда в коде используется не верная логика;
• Ввода – когда программист предполагал от пользователя ввода одних данных, а введены другие. К примеру, создатель сайта задумывал, что число в форме будет указано с использованием точки в качестве разделителя, а пользователь ввёл «3,14». Именно этот вид ошибок – излюбленная лазейка хакеров.

Синтаксические ошибки – самые простые, поскольку интерпретатор сам сообщит Вам о них при попытке запустить скрипт.

Простой пример, напечатали команду print с большой буквы:

Print('Hello World!')
# Вывод

Traceback (most recent call last):

File "C:/Users/ivand/PycharmProjects/pythonProject/main.py", line 1, in <module>

Print('Hello World!')

NameError: name 'Print' is not defined

 

Process finished with exit code 1

 

Логические ошибки – самые сложные в обработке. Сложность в том, что скрипт запускается и не выдаёт никаких исключений, но результат работы отличается от ожидаемого. В чём причина и где её искать? Понятно, что использован не правильный алгоритм. В таких ситуациях можно посоветовать разбить алгоритм на части и проверять значение переменных в контрольных точках. Вот пример такой ошибки:

from random import randint

random_list = 5
sorted_list = []
for i in range(random_list):
sorted_list.append(randint(1, 99))
print(sorted_list)

for i in range(random_list - 1):
for j in range(random_list - i - 1):
if sorted_list[j] > sorted_list[j + 1]:
sorted_list[j] = sorted_list[j + 1]

print(sorted_list)
# Вывод:

 

[95, 57, 16, 29, 82]

[16, 16, 16, 29, 82]

 

В этом примере программист хотел сделать сортировку пузырьком, но допустил ошибку. А Вы сможете её найти?

Ошибки ввода, как уже говорилось, это ошибки, чаще всего возникающие из-за того, что программист и пользователь не поняли друг друга. Вот код примера, приведённого выше:

x_var = input('Введите число и мы его разделим на 10 \n')
print('Результат деления:', float(x_var) / 10)
# Вывод:

 

Введите число и мы его разделим на 10

3,14

Traceback (most recent call last):

File "C:/Users/ivand/PycharmProjects/pythonProject/main.py", line 2, in <module>

print('Результат деления:', float(x_var) / 10)

ValueError: could not convert string to float: '3,14'

 

Как вы видите, интерпретатор «выбрасывает» исключение «ValueError» — ошибка значения и останавливает выполнение кода.

Перехват исключений

Если Вам не подходит стандартное поведение языка при возникновении исключений – остановка выполнения, Вы можете перехватить исключение и обработать его. Для таких ситуаций и существует конструкция try except. Данный механизм Python позволяет контролировать непредвиденные ситуации и действовать исходя из новых условий. Проиллюстрируем это используя предыдущий пример:

x_var = input('Введите число и мы его разделим на 10 \n')
try:
print('Результат деления:', float(x_var) / 10)
except ValueError:
print('Вы ввели число с запятой, а надо с точкой')
print('Программа завершена')
# Вывод:

Введите число и мы его разделим на 10

3,14

Вы ввели число с запятой, а надо с точкой

Программа завершена

 

Несколько блоков except

Можно использовать несколько блоков except и обрабатывать в каждом блоке отдельный вид ошибки. Немного перепишем программу из предыдущего примера:

x_var = input('Введите число и мы разделим на него 10 \n')
try:
print('Результат деления:', 10 / float(x_var))
except ValueError:
print('Вы ввели число с запятой, а надо с точкой')
except ZeroDivisionError:
print('Вы ввели ноль, но на него делить нельзя')
print('Программа завершена')
# Вывод:

Введите число и мы разделим на него 10

0

Вы ввели ноль, но на него делить нельзя

Программа завершена

 

Хорошей практикой является написание сперва блоков для конкретных ошибок, а затем для общих случаев, поскольку всех ситуаций не предусмотреть:

x_var = input('Введите число и мы разделим на него 10 \n')
try:
Print('Результат деления:', 10 / float(x_var))
except ValueError:
print('Вы ввели число с запятой, а надо с точкой')
except ZeroDivisionError:
print('Вы ввели ноль, но на него делить нельзя')
except:
print('Не знаю что, но что-то точно пошло не так')
print('Программа завершена')
# Вывод:

Введите число и мы разделим на него 10

10

Не знаю что, но что-то точно пошло не так

Программа завершена

 

Вложенные блоки и else

Блоки try-except можно вкладывать друг в друга, если в этом есть необходимость.

Здесь же мы используем блок else. Этот блок должен содержать код, который выполнится если не возникнет исключений.

x_var = input('Введите число и мы разделим на него 10 \n')
try:
result = 10 / float(x_var)
try:
print('Результат деления:', result)
except:
print('Не знаю что, но что-то точно пошло не так')
else:
print('Полёт нормальный')
except ValueError:
print('Вы ввели число с запятой, а надо с точкой')
except ZeroDivisionError:
print('Вы ввели ноль, но на него делить нельзя')
else:
print('Программа выполнена без ошибок')
print('Программа завершена')
# Вывод:

Введите число и мы разделим на него 10

10

Результат деления: 1.0

Полёт нормальный

Программа выполнена без ошибок

Программа завершена

 

Кстати, здесь допущена логическая ошибка. Найдёте?

Finally

Встречаются ситуации, когда необходимо выполнить какую-то часть кода в независимости от того, было исключение или нет. Для этого существует блок finally:

try:
result = 10 / float(x_var)
try:
Print('Результат деления:', result)
except:
print('Не знаю что, но что-то точно пошло не так')
else:
print('Полёт нормальный')
except ValueError:
print('Вы ввели число с запятой, а надо с точкой')
except ZeroDivisionError:
print('Вы ввели ноль, но на него делить нельзя')
finally:
print('Программа завершена')
# Вывод:

Введите число и мы разделим на него 10

10

Не знаю что, но что-то точно пошло не так

Программа завершена

 

Управление исключениями

В Пайтоне есть возможность создавать свои виды исключений. Ниже мы рассмотрим как это делать, а ещё такую важную вещь как логгирование.

Пользовательские исключения

В Python есть ключевое слово raise. Нужно оно для того чтоб самостоятельно вызывать исключения:

raise Exception("Моя ошибка")
# Вывод:

Traceback (most recent call last):

File "C:/Users/ivand/PycharmProjects/pythonProject/main.py", line 1, in <module>

raise Exception("Моя ошибка")

Exception: Моя ошибка

 

Такие ошибки тоже можно ловить в try и обрабатывать в except:

x_var = float(input('Введите число\n'))
try:
if x_var > 10:
raise Exception()
except:
print('Что-то пошло не так. Возможно, число слишком большое')
# Вывод:

Введите число

11

Что-то пошло не так. Возможно, число слишком большое

 

Для того чтобы создать свой тип исключения, необходимо объявить новый класс и унаследовать его от базового типа Exception. Текст ошибки можно передавать используя дандер метод __str__:

class MyException(Exception):
def __str__(self):
return 'Число слишком большое'

x_var = float(input('Введите число\n'))
try:
if x_var > 10:
raise MyException()
except MyException:
print(MyException())
# Вывод:

Введите число

11

Число слишком большое

 

Так же, текст ошибки можно передавать переопределяя родительский атрибут message:

class MyException(Exception):
def __init__(self):
self.message = 'Число слишком большое'
super().__init__(self.message)

x_var = float(input('Введите число\n'))
try:
if x_var > 10:
raise MyException()
except MyException:
print(MyException())
# Вывод:

Введите число

11

Число слишком большое

 

Раз мы объявили метод __init__, следует сказать, что в него можно передавать аргументы:

class MyException(Exception):
def __init__(self, x):
self.x = x
self.message = 'Число {} слишком большое'.format(self.x)
super().__init__(self.message)

x_var = float(input('Введите число\n'))
if x_var > 10:
raise MyException(x_var)
# Вывод:

Введите число

11

Traceback (most recent call last):

File "C:/Users/ivand/PycharmProjects/pythonProject/main.py", line 9, in <module>

raise MyException(x_var)

__main__.MyException: Число 11.0 слишком большое

 

Запись в лог

Часто для отладки программ используют логгирование. Это вывод, чаще всего в отдельный файл, каких-то сообщений, содержащих информацию о том, как программа работает. В том числе, писать в лог можно и текст исключений. В Питоне для этого создали специальный модуль и даже включили его в стандартную библиотеку. Сперва его надо импортировать в Ваш код, а затем указать тип лога:

import logging

logging.basicConfig(level=logging.DEBUG)
logging.debug(" Сообщения про отладку")
logging.info(" Информационные сообщения")
logging.warning(" Предупреждения")
logging.error(" Сообщения с ошибками")
logging.critical(" Ну очень важные сообщения")
# Вывод:

DEBUG:root: Сообщения про отладку

INFO:root: Информационные сообщения

WARNING:root: Предупреждения

ERROR:root: Сообщения с ошибками

CRITICAL:root: Ну очень важные сообщения

 

Параметр level= указывает, сообщения какого уровня заносить в лог. К примеру, если указать ‘level= logging.ERROR’, то логгироваться будут только сообщения уровня error и critical. Объединим логгирование и обработку исключений:

import logging

logging.basicConfig(filename="log.txt", level=logging.WARNING)
try:
print(10 / 0)
except Exception:
logging.error(str(Exception))

Содержимое файла log.txt:

ERROR:root:<class 'Exception'>

 

Иерархия исключений

В Python есть иерархия исключений. Это происходит из-за того, что их классы наследуются друг от друга. Вот полный список:

BaseException — базовое исключение, от которого берут начало все остальные

+SystemExit  — исключение, порождаемое функцией sys.exit при выходе из программы

+KeyboardInterrupt  — порождается при прерывании программы пользователем (обычно сочетанием клавиш Ctrl+C)

+GeneratorExit  — порождается при вызове метода close объекта generator

+Exception – исключения

++StopIteration — порождается встроенной функцией next, если в итераторе больше нет элементов

++StopAsyncIteration — используется для остановки асинхронного прохода

++ArithmeticError — арифметическая ошибка

+++FloatingPointError

+++OverflowError

+++ZeroDivisionError

++AssertionError— выражение в функции assert ложно

++AttributeError — объект не имеет данного атрибута (значения или метода)

++BufferError— операция, связанная с буфером, не может быть выполнена

++EOFError— функция наткнулась на конец файла и не смогла прочитать то, что хотела

++ImportError — не удалось импортирование модуля или его атрибута

+++ModuleNotFoundError

++LookupError— некорректный индекс или ключ

+++IndexError

+++KeyError

++MemoryError— недостаточно памяти

++NameError — не найдено переменной с таким именем

+++UnboundLocalError

++OSError — ошибка, связанная с системой

+++BlockingIOError

+++ChildProcessError

+++ConnectionError

++++BrokenPipeError

++++ConnectionAbortedError

++++ConnectionRefusedError

++++ConnectionResetError

+++FileExistsError

+++FileNotFoundError

+++InterruptedError

+++IsADirectoryError

+++NotADirectoryError

+++PermissionError

+++ProcessLookupError

+++TimeoutError

++ReferenceError — попытка доступа к атрибуту со слабой ссылкой

++RuntimeError — возникает, когда исключение не попадает ни под одну из других категорий

+++NotImplementedError

+++RecursionError

++SyntaxError — синтаксическая ошибка

++IndentationError

++TabError

++SystemError — внутренняя ошибка

++TypeError — операция применена к объекту несоответствующего типа

++ValueError — функция получает аргумент правильного типа, но некорректного значения

+++UnicodeError

++++UnicodeDecodeError

++++UnicodeEncodeError

++++UnicodeTranslateError

++Warning — предупреждение

+++DeprecationWarning

+++PendingDeprecationWarning

+++RuntimeWarning

+++SyntaxWarning

+++UserWarning

+++FutureWarning

+++ImportWarning

+++UnicodeWarning

+++BytesWarning

+++ResourceWarning