На чтение 5 мин Просмотров 3.7к. Опубликовано 03.01.2021
В этом руководстве мы рассмотрим как используется и для чего нужны исключения (exception) в Python. Так же рассмотрим как использовать конструкцию try-except.
Содержание
- Введение
- Примеры вызова exception
- Получение доступа к индексу за пределами списка
- Конвертирование неподходящего типа
- Обращение к несуществующей переменной
- Смешивание типов без преобразования
- Типы исключений
- Обработка всех исключений
- Обработка конкретных исключений
- Обработка нескольких исключений
- Использование оператора finally
- Заключение
Введение
Для управления ошибками, которые появляются в программе, Python использует особые объекты, называемые исключениями (exceptions).
Каждый раз, когда происходит ошибка, из-за которой Python не знает, что делать дальше, создается объект исключения. Если напишете код, обрабатывающий исключение, то приложение не завершит работу, а продолжит выполнение. Не написав обработку исключения программа остановится и покажет трассировку, которая включает в себя отчет об ошибке.
Примеры вызова exception
Рассмотрим популярные примеры вызов исключений.
Получение доступа к индексу за пределами списка
num = [33,34, 35, 36] num[7] IndexError: list index out of range
Конвертирование неподходящего типа
dict(num) TypeError: cannot convert dictionary update sequence element #0 to a sequence
Обращение к несуществующей переменной
print(city) NameError: name 'city' is not defined
Смешивание типов без преобразования
a = 'test string' a + 10 TypeError: can only concatenate str (not "int") to str
Типы исключений
- SyntaxError — Ошибка в синтаксисе программы
- NameError — Ошибка обращения к несуществующей переменной
- AttributeError — Ссылка на атрибут не работает
- TypeError — Операнд не имеет правильного типа
- ValueError — Неверный тип у значения переменной
- IOError — Ошибка в подсистеме системе ввода вывода
- ZeroDivisionError — Ошибка деления на ноль
Ознакомиться с полным списком встроенных исключений можно в официальной документации.
first = int(input("Напишите любое целое число: "))
second = int(input("Введите еще одно число: "))
print(first/second)
Этот пример кода выполняет деление одного числа на другое. Чтобы продемонстрировать ошибку, предположим что пользователь вводит 10 и 0 в качестве первого и второго чисел соответственно, Python на это возбуждает исключение ZeroDivisionError:
Напишите любое целое число: 10 Введите еще одно число: 0 ZeroDivisionError: division by zero
Обработка всех исключений
Язык имеет встроенную конструкцию для работы с исключениями. Обработка происходит с помощью блока try-except.
Блок try-except заставляет Python выполнить код внутри него, но также говорит Python, что делать в случае если будет вызвано исключение. Когда используете try-except, программа будет продолжать работать, даже если возникнут какие-нибудь ошибки. Вместо Traceback, который сбивает с толку, пользователи увидят дружественные сообщения об ошибках, но их нужно заранее предусмотреть.
try:
first = int(input("Напишите любое целое число: "))
second = int(input("Введите еще одно число: "))
print(first/second)
except:
print("Ошибка ввода данных")
Давайте введем тот же набор данных что и посмотрим что будет
Напишите любое целое число: 10 Введите еще одно число: 0 Ошибка ввода данных
Ввод строки вместо числа
Напишите любое целое число: 10 Введите еще одно число: ноль Ошибка ввода данных
В предыдущем примере деление на 0 приводило к исключению ZeroDivisionError, но когда ввели строковое значение переменной и попробовали на него разделить число сработало новое исключение ValueError.
Проверка с корректным вводом.
Напишите любое целое число: 6 Введите еще одно число: 2 3
В этом примере не происходит вызова исключений т.к данные введены и обработаны корректно.
Обработка конкретных исключений
В предыдущем примере использовался обработчик на все возникающие исключения. Но такой вариант использования не рекомендуется, будут заглушены ошибки, возникающие по непредвиденным обстоятельствам.
В нашем случае можно поймать и обработать исключение ZeroDivisionError.
try:
first = int(input("Напишите любое целое число: "))
second = int(input("Введите еще одно число: "))
print(first/second)
except ZeroDivisionError:
print("Разделить число на ноль - невозможно!")
Попробуем разделить на ноль и посмотрим результат
Напишите любое целое число: 4 Введите еще одно число: 0 Разделить число на ноль - невозможно!
А что будет если ввести строку?
Напишите любое целое число: 4 Введите еще одно число: один ValueError: invalid literal for int() with base 10: 'один'
Python вызывает исключения, потому что мы не написали код для этого конкретного исключения — ValueError.
Обработка нескольких исключений
Конструкция обработки исключений дает возможность обрабатывать каждый тип ошибки отдельно, пример ниже дополнительно обрабатывает ошибку ValueError
try:
first = int(input("Напишите любое целое число: "))
second = int(input("Введите еще одно число: "))
print(first/second)
except ZeroDivisionError:
print("Разделить число на ноль - невозможно!")
except ValueError:
print("Неправильный тип переменной")
Использование оператора finally
В конструкции try-except есть дополнительный, но не обязательный оператор finally. Код внутри этого блока выполняется перед завершением конструкции try-except, вне зависимости от того какие исключения были обработаны, а какие нет.
try:
first = int(input("Напишите любое целое число: "))
second = int(input("Введите еще одно число: "))
print(first/second)
except ZeroDivisionError:
print("Разделить число на ноль - невозможно!")
except ValueError:
print("Неправильный тип переменной")
finally:
print("Работа программы завершена")
В реальных приложениях, выражение finally полезно для освобождения внешних ресурсов (таких, как файлы или сетевые соединения), независимо от того, было ли использование ресурса успешным.
Заключение
Сегодня мы рассмотрели как используется и для чего нужны исключения в Python. Если у вас есть дополнительные вопросы, не стесняйтесь задавать их в комментариях.
-
Главная
-
Инструкции
-
Python
-
Оператор ввода в Python: руководство
Интерактивные возможности в Python обеспечиваются за счет ряда инструментов, одним из которых является функция input(). Ее также называют оператор ввода в Python. Главное назначение этого оператора заключается в том, чтобы принимать пользовательский ввод. Можно сказать, что он наполняет программы в Python смыслом, ведь без взаимодействия пользователя с приложением толку от последнего немного.
Эта функция работает следующим образом:
user_name = input('Введите свое имя: ')
user_age = int(input('Сколько вам лет? '))
Сначала мы просим пользователя указать имя, а затем возраст, и оба этих ввода реализуются с помощью специального оператора, который принимает введенные значения и записывает их в переменные user_name и user_age. А далее мы работаем с этими значениями. Например, можно создать условие для входа на сайт по возрасту (для этого нам понадобится перевести значение возраста в целое число при помощи инструкции int()) и написать приветствие, используя введенное имя пользователя:
if user_age < 18:
print('Извините, но вход только для совершеннолетних')
else:
print('Добро пожаловать на сайт,', user_name, '!')
А что будет, когда int() примет пустое значение? Например, если пользователь нажмет Enter. Допишем программу и посмотрим:
user_name = input('Введите свое имя: ')
user_age = int(input('Сколько вам лет? '))
if user_age < 18:
print('Извините, но вход только для совершеннолетних')
else:
print('Добро пожаловать на сайт,', user_name, '!')
input('Нажмите Enter для перехода в меню')
print('Добро пожаловать в меню')
При нажатии Enter программа переходит к следующей строке кода. А если ее нет, то выполняется выход из программы: такова логика работы функции. Поэтому последняя строка может быть такой:
input('Нажмите Enter для выхода')
И, если никаких строк в программе больше нет, произойдет выход. Вот полная версия программы:
user_name = input('Введите свое имя: ')
user_age = int(input('Сколько вам лет? '))
if user_age < 18:
print('Извините, но вход только для совершеннолетних')
else:
print('Добро пожаловать на сайт,', user_name, '!')
input('Нажмите Enter для перехода в меню')
print('Добро пожаловать в меню')
input('Нажмите Enter для выхода')
Если пользователь укажет разрешенный возраст, то увидит текст в блоке else, а если нет, то только в блоке if, а затем завершающее сообщение, которое высветится в конце для всех: Нажмите Enter для выхода. В программе оператор ввода используется 4 раза, причем в двух последних случаях он не принимает никаких значений, а нужен для перехода к следующей части кода и для выхода из программы.
input() в интерпретаторе
Выше мы написали готовую программу, но можно делать это построчно и в интерпретаторе Python. Правда в этом случае, чтобы переходить к написанию следующих строк кода, нам придется вводить данные сразу же:
>>> user_name = input('Введите свое имя: ')
Введите свое имя: Вася
>>> user_age = int(input('Сколько вам лет? '))
Сколько вам лет? 18
И так далее. Код тоже будет исполняться, а значения записываться в переменные, и таким способом можно тестировать отдельные блоки. Только помните, что значения будут сохраняться только до выхода из интерактивного режима, поэтому желательно параллельно дублировать код в файл с расширением .py.
Методы преобразования ввода: int(), float(), split()
В некоторых случаях необходимо преобразовать введенные данные в определенный тип: например, в целое число, рациональное число с запятой или в строку. С первым типом преобразования мы уже познакомились в прошлом примере:
user_age = int(input('Сколько вам лет? '))
Инструкция int() переводит значение в целочисленное, позволяя интерпретатору Python оперировать с ним как с числовым типом (цифры, введенные по умолчанию, не являются такими объектами, поэтому Питону нужна дополнительная инструкция). Добавим, что присвоение числовым переменным целочисленного значения реализуется и более длинным способом:
user_age = input('Сколько вам лет? ')
user_age = int(user_age)
Конечно, первый способ удобнее, но зато подробная запись более наглядна, что полезно для понимания работы функций и инструкций.
Для преобразования ввода в рациональные числа с плавающей запятой используется инструкция float():
height = float(input('Введите свой рост в формате 1.72: '))
weight = float(input('Введите точный вес (до 0,1 кг) в формате 80.3: '))
Или другим способом:
height = input('Введите свой рост в формате 1.72: ')
height = float(height)
weight = input('Введите точный вес (до 0,1 кг) в формате 80.3: ')
weight = float(weight)
Теперь программа преобразует введенные числа в числа с плавающей запятой и затем сможет оперировать ими в расчетах.
Инструкция split() позволяет преобразовывать вводимые слова в списки. Вот как она работает:
animals = input('Введите названия любимых животных через пробел: ').split()
print('Вот они в виде списка:', animals)
Получим такой вывод:
Введите названия любимых животных через пробел: кот собака заяц лиса медведь
Вот они в виде списка: ['кот', 'собака', 'заяц', 'лиса', 'медведь']
Боремся с ошибками ввода
Нередко случается, что пользователи ошибаются при вводе или вводят некорректные символы намеренно. В этом случае неверный ввод может спровоцировать вылет:
>>> height = float(input('Введите свой рост в формате 1.72: '))
Введите свой рост в формате 1.72: 1ю72
Traceback (most recent call last):
File "<pyshell#2>", line 1, in <module>
height = float(input('Введите свой рост в формате 1.72: '))
ValueError: could not convert string to float: '1ю72'
Появилась ошибка, в описании которой указано, что интерпретатор не может преобразовать строку в число. Поэтому для таких случаев мы должны предусмотреть защиту. Реализуется она с помощью условной конструкции try-except:
try:
height = float(input('Введите свой рост в формате 1.72: '))
except ValueError:
height = float(input('Введите свой рост в указанном формате: '))
Теперь вспомним нашу первую программу и сделаем более надежной и ее, переписав блок кода с вводом возраста таким образом:
try:
user_age = int(input('Сколько вам лет? '))
except ValueError:
user_age = int(input('Введите число: '))
Однако при повторной ошибке ввода такие программы всё равно вылетят. Для максимальной устойчивости можно организовать ввод с использованием цикла:
while True:
try:
height = float(input('Введите свой рост в формате 1.72: '))
break
except ValueError:
print('Давайте ещё разок,')
continue
print('Спасибо!')
Мы использовали цикл while с инструкциями break и continue. Теперь программа работает так: если введенное значение корректно, цикл прерывается (действует оператор break) и программа переходит к завершающему блоку кода: print('Спасибо!'). Если же введенное значение нельзя преобразовать в число с плавающей запятой, мы обрабатываем ошибку ValueError при помощи исключения except и инструкции continue. Последняя не позволяет программе вылетать после очередной ошибки ввода, а возвращает ее к началу цикла. В результате, поскольку условие try не выполняется, программа будет предлагать пользователю ввести данные до тех пор, пока он не сделает это корректно.
Для устойчивой к ошибкам программы с возрастом полный код будет выглядеть так:
user_name = input('Введите свое имя: ')
while True:
try:
user_age = int(input('Сколько вам лет? '))
break
except ValueError:
print('А если серьезно?')
continue
if user_age < 18:
print('Извините, но вход только для совершеннолетних')
else:
print('Добро пожаловать на сайт,', user_name, '!')
input('Нажмите Enter для перехода в меню')
print('Добро пожаловать в меню')
input('Нажмите Enter для выхода')
Конечно, в этих программах вы сможете ввести любые цифры (и рост 3 метра, и возраст 300 лет), но, чтобы заставить пользователей вводить реалистичные данные, потребуется использовать диапазоны значений. Впрочем, это выходит за рамки данной статьи, а с вводом и с исключением ошибок ввода мы уже разобрались.
Получение и обработка информации — один из важнейших элементов любого языка программирования, особенно если речь идет о получении информации от пользователей.
Python, будучи медленным относительно таких языков, как C или Java, предлагает продвинутые инструменты для получения, анализа и обработки данных от конечного пользователя.
В этом материале речь пойдет о том, какие функции Python можно использовать для этих целей.
Для получения информации с клавиатуры в Python есть функции input() или raw_input() (о разнице между ними чуть позже). У них есть опциональный параметр prompt, который является выводимой строкой при вызове функции.
Когда input() или raw_input() вызываются, поток программы останавливается до тех пор, пока пользователь не введет данные через командную строку. Для ввода нужно нажать Enter после завершения набора текста. Обычно Enter добавляет символ новой строки (n), но не в этом случае. Введенная строка просто будет передана приложению.
Интересно, что кое-что поменялось в принципе работе функции между Python 2 и Python 3, что отразилось в разнице между input() и raw_input(). Об этом дальше.
Сравнение функций input и raw_input
Разница между этими функциями зависит от версии Python. Так, в Python 2 функция raw_input() используется для получения ввода от пользователя через командную строку, а input() оценивает ее и попробует запустить как код Python.
В Python 3 от raw_input() избавились, оставив только input(). Она используется для получения ввода пользователя с клавиатуры. Возможности input() из Python 2 в Python 3 работать не будут. Для той же операции нужно использовать инструкцию eval(input()).
Взгляните на пример функции raw_input в Python 2.
# Python 2
txt = raw_input("Введите что-нибудь, чтобы проверить это: ")
print "Это то, что вы только что ввели?", txt
Вывод
Введите что-нибудь, чтобы проверить это: Привет, мир!
Это то, что вы только что ввели? Привет, мир!
А вот как она работает в Python 3
# Python 3
txt = input("Введите что-нибудь, чтобы проверить это: ")
print("Это то, что вы только что ввели?", txt)
Вывод
Введите что-нибудь, чтобы проверить это: Привет, мир 3!
Это то, что вы только что ввели? Привет, мир 3!
Дальше в материале будет использоваться метод input из Python 3, если не указано другое.
Строковый и числовой ввод
По умолчанию функция input() конвертирует всю получаемую информацию в строку. Прошлый пример продемонстрировал это.
С числами нужно работать отдельно, поскольку они тоже изначально являются строками. Следующий пример показывает, как можно получить информацию числового типа:
# Ввод запрашивается и сохраняется в переменной
test_text = input ("Введите число: ")
# Преобразуем строку в целое число.
# функция float() используется вместо int(),
# для преобразования пользовательского ввода в десятичный формат,
test_number = int(test_text)
# Выводим в консоль переменную
print ("Введенное число: ", test_number)
Вывод
Введите число: 13
Введенное число: 13
Того же можно добиться и таким образом:
test_number = int(input("Введите число: "))
Здесь сразу после сохранения ввода происходит преобразование и присваивание значения переменной.
Нужно лишь отметить, что если пользователь ввел не целое число, то код вернет исключение (даже если это число с плавающей точкой).
Обработка исключений ввода
Есть несколько способов, как можно удостовериться в том, что пользователь ввел корректные данные. Один из них — перехватывать все возможные ошибки, которые могут возникнуть.
Вот такой код считается небезопасным:
test2word = input("Сколько вам лет? ")
test2num = int(test2word)
print("Ваш возраст ", test2num)
Запустим его и введем следующее:
Сколько вам лет? Пять
При вызове функции int() со строкой Пять появится исключение ValueError, и программа остановит работу.
Вот как можно сделать код безопаснее и обработать ввод:
test3word = input("Введите свое счастливое число: ")
try:
test3num = int(test3word)
print("Это правильный ввод! Ваше счастливое число: ", test3num)
except ValueError:
print("Это не правильный ввод. Это не число вообще! Это строка, попробуйте еще раз.")
Этот блок оценит ввод. Если он является целым числом, представленным в виде строки, то функция input() конвертирует его в целое число. Если нет, то программа выдаст исключение, но вместо ошибки оно будет перехвачено. В результате вызовется вторая инструкция print.
Вот так будет выглядеть вывод с исключением.
Введите свое счастливое число: Семь
Это не правильный ввод. Это не число вообще! Это строка, попробуйте еще раз.
Такой код можно объединить с другой конструкцией, например, циклом for, чтобы убедиться, что код будет выполняться постоянно, до тех пор, пока пользователь не введет те данные, которые требуются.
Полный пример
# Создадим функцию для демонстрации примера
def example():
# Бесконечный цикл, который продолжает выполняться
# до возникновения исключения
while True:
test4word = input("Как вас зовут? ")
try:
test4num = int(input("Сколько часов вы играете на своем мобильном телефоне?" ))
# Если полученный ввод не число, будет вызвано исключение
except ValueError:
# Цикл будет повторяться до правильного ввода
print("Error! Это не число, попробуйте снова.")
# При успешном преобразовании в целое число,
# цикл закончится.
else:
print("Впечатляет, ", test4word, "! Вы тратите", test4num*60, "минут или", test4num*60*60, "секунд на игры в своем телефоне!")
break
# Вызываем функцию
example()
Вывод:
Как вас зовут? Александр
Сколько часов вы играете на своем мобильном телефоне? 3
Впечетляет, Александр! Вы тратите 180 минут или 10800 секунд на игры в своем телефоне!
Выводы
В этой статье вы узнали, как встроенные инструменты Python используются для получения пользовательского ввода в разных форматах. Также научились обрабатывать исключения и ошибки, которые могут возникнуть в процессе.
Ошибки и исключения
В любой, особенно большой, программе могут возникать ошибки, приводящие к ее неработоспособности или к тому, что программа делает не то, что должна. Причин возникновения ошибок много.
Программист может сделать ошибку в употреблении самого языка программирования. Другими словами, выразиться так, как выражаться не положено. Например, начать имя переменной с цифры или забыть поставить двоеточие в заголовке сложной инструкции. Подобные ошибки называют синтаксическими, они нарушают синтаксис и пунктуацию языка. Интерпретатор Питона, встретив ошибочное выражение, не знает как его интерпретировать. Поэтому останавливает выполнение программы и выводит соответствующее сообщение, указав на место возникновения ошибки:
>>> 1a = 10 File "<stdin>", line 1 1a = 10 ^ SyntaxError: invalid syntax
В терминологии языка Python здесь возникло исключение, принадлежащее классу SyntaxError. Согласно документации Python синтаксические ошибки все-таки принято относить к ошибкам, а все остальные – к исключениям. В некоторых языках программирования не используется слово «исключение», а ошибки делят на синтаксические и семантические. Нарушение семантики обычно означает, что, хотя выражения написаны верно с точки зрения синтаксиса языка, программа не работает так, как от нее ожидалось. Для сравнения. Вы можете грамотным русским языком сказать несколько предложений, но по смыслу это будет белиберда, или вас поймут не так, как хотелось бы.
В Python не говорят о семантических ошибках, говорят об исключениях. Их множество. В этом уроке мы рассмотрим некоторые из них, в последующих встретимся с еще несколькими.
Если вы попытаетесь обратиться к переменной, которой не было присвоено значение, что в случае Python означает, что переменная вообще не была объявлена, она не существует, то возникнет исключение NameError.
>>> a = 0 >>> print(a + b) Traceback (most recent call last): File "<stdin>", line 1, in <module> NameError: name 'b' is not defined
Последнюю строку сообщения можно перевести как «Ошибка имени: имя ‘b’ не определено».
Если исключение возникает при выполнении кода из файла, то вместо «line 1» будет указана строка, в которой оно возникло, например, «line 24». Вместо «<stdin>» будет указано имя файла, например, «test.py». В данном же случае stdin обозначает стандартный поток ввода. По-умолчанию это поток ввода с клавиатуры. Строка 1 – потому что в интерактивном режиме каждое выражение интерпретируется отдельно, как обособленная программка. Если написать выражение, состоящее из нескольких строк, то линия возникновения ошибки может быть другой:
>>> a = 0 >>> if a == 0: ... print(a) ... print(a + b) ... 0 Traceback (most recent call last): File "<stdin>", line 3, in <module> NameError: name 'b' is not defined
Следующие два исключения, о которых следует упомянуть, и с которыми вы уже могли встретиться в предыдущих уроках, это ValueError и TypeError – ошибка значения и ошибка типа.
>>> int("Hi")
Traceback (most recent call last):
File "<stdin>", line 1, in <module>
ValueError: invalid literal for int()
with base 10: 'Hi'
>>> 8 + "3"
Traceback (most recent call last):
File "<stdin>", line 1, in <module>
TypeError: unsupported operand type(s)
for +: 'int' and 'str'
В примере строку «Hi» нельзя преобразовать к целому числу. Возникает исключение ValueError, потому что функция int() не может преобразовать такое значение.
Число 8 и строка «3» принадлежат разным типам, операнд сложения между которыми не поддерживается. При попытке их сложить возникает исключение TypeError.
Деление на ноль вызывает исключение ZeroDivisionError:
>>> 1/0 Traceback (most recent call last): File "<stdin>", line 1, in <module> ZeroDivisionError: division by zero
Обработка исключений. Оператор try-except
Когда ошибки в программе возникают в процессе написания кода или его тестирования, то код исправляется программистом так, чтобы ошибок не возникало. Однако нередко действия пользователя приводят к тому, что в программе возникает исключение. Например, программа ожидает ввод числа, но человек ввел букву. Попытка преобразовать ее к числу приведет к возбуждению исключения ValueError, и программа аварийно завершится.
На этот случай в языках программирования, в том числе Python, существует специальный оператор, позволяющий перехватывать возникающие исключения и обрабатывать их так, чтобы программа продолжала работать или корректно завершала свою работу.
В Питоне такой перехват выполняет оператор try-except. «Try» переводится как «попытаться», «except» – как исключение. Словами описать его работу можно так: «Попытаться сделать то-то и то-то, если при этом возникло исключение, то сделать вот это и это.» Его конструкция похожа на условный оператор с веткой else. Рассмотрим пример:
n = input("Введите целое число: ") try: n = int(n) print("Удачно") except: print("Что-то пошло не так")
Исключительная ситуация может возникнуть в третьей строчке кода, когда значение переменной n преобразуется к целому числу. Если это невозможно, то дальнейшее выполнение выражений в теле try прекращается. В данном случае выражение print("Удачно") выполнено не будет. При этом поток выполнения программы перейдет на ветку except и выполнит ее тело.
Если в теле try исключения не возникает, то тело ветки except не выполняется.
Вот пример вывода программы, когда пользователь вводит целое число:
Введите целое число: 100 Удачно
А здесь – когда вводит не то, что ожидалось:
Введите целое число: AA Что-то пошло не так
Есть одна проблема. Код выше обработает любое исключение. Однако в теле try могут возникать разные исключения, и у каждого из них должен быть свой обработчик. Поэтому более правильным является указание типа исключения после ключевого слова except.
try: n = input('Введите целое число: ') n = int(n) print("Все нормально. Вы ввели число", n) except ValueError: print("Вы ввели не целое число")
Теперь если сработает тело except мы точно знаем, из-за чего возникла ошибка. Но если в теле try возникнет еще какое-нибудь исключение, то оно не будет обработано. Для него надо написать отдельную ветку except. Рассмотрим программу:
try: a = float(input("Введите делимое: ")) b = float(input("Введите делитель: ")) c = a / b print("Частное: %.2f" % c) except ValueError: print("Нельзя вводить строки") except ZeroDivisionError: print("Нельзя делить на ноль")
При ее выполнении исключения могут возникнуть в трех строчках кода: где происходит преобразование введенных значений к вещественным числам и в месте, где происходит деление. В первом случае может возникнуть ValueError, во втором – ZeroDivisionError. Каждый тип исключения обрабатывается своей веткой except.
Несколько исключений можно сгруппировать в одну ветку и обработать совместно:
try: a = float(input("Введите делимое: ")) b = float(input("Введите делитель: ")) c = a / b print("Частное: %.2f" % c) except (ValueError, ZeroDivisionError): print("Нельзя вводить строки") print("или делить на ноль")
У оператора обработки исключений, кроме except, могут быть еще ветки finally и else (не обязательно обе сразу). Тело finally выполняется всегда, независимо от того, выполнялись ли блоки except в ответ на возникшие исключения или нет. Тело else сработает, если исключений в try не было, то есть не было переходов на блоки except.
try: n = input('Введите целое число: ') n = int(n) except ValueError: print("Неверный ввод") else: # когда в блоке try не возникло исключения print("Все нормально. Вы ввели число", n) finally: # выполняется в любом случае print("Конец программы")
Примечание. В данном коде используются комментарии. В языке Python перед ними ставится знак решетки #. Комментарии в программном коде пишутся исключительно для человека и игнорируются интерпретатором или компилятором.
Посмотрите, как выполняется программа в случае возникновения исключения и без этого:
pl@pl-desk:~$ python3 test.py Введите целое число: 4.3 Неверный ввод Конец программы pl@pl-desk:~$ python3 test.py Введите целое число: 4 Все нормально. Вы ввели число 4 Конец программы
В данном уроке изложены не все особенности обработки исключений. Так в более крупных программах, содержащих несколько уровней вложенности кода, функции, модули и классы, исключения могут обрабатываться не по месту их возникновения, а передаваться дальше по иерархии вызовов.
Также исключение может возникнуть в блоке except, else или finally, и тогда им нужен собственный обработчик. Модифицируем немного предыдущую программу и специально сгенерируем исключение в теле except:
try: n = input('Введите целое число: ') n = int(n) except ValueError: print("Неверный ввод") 3 / 0 except ZeroDivisionError: print("Деление на ноль") else: print("Все нормально. Вы ввели число", n) finally: print("Конец программы")
По началу может показаться, что все нормально. Исключение, генерируемое выражением 3 / 0 будет обработано веткой except ZeroDivisionError. Однако это не так. Эта ветка обрабатывает только исключения, возникающие в блоке try, к которому она сама относится. Вот вывод программы, если ввести не целое число:
Введите целое число: а Неверный ввод Конец программы Traceback (most recent call last): File "test.py", line 15, in <module> n = int(n) ValueError: invalid literal for int() with base 10: 'а' During handling of the above exception, another exception occurred: Traceback (most recent call last): File "test.py", line 18, in <module> 3 / 0 ZeroDivisionError: division by zero
Мало того, что не было обработано деление на ноль, поскольку тело except ValueError неудачно завершилось, само исключение ValueError посчиталось необработанным. Решение проблемы может быть, например, таким:
… except ValueError: print("Неверный ввод") try: 3 / 0 except ZeroDivisionError: print("Деление на ноль") …
Здесь в тело except вложен свой внутренний обработчик исключений.
Практическая работа
Напишите программу, которая запрашивает ввод двух значений. Если хотя бы одно из них не является числом, то должна выполняться конкатенация, то есть соединение, строк. В остальных случаях введенные числа суммируются.
Примеры выполнения программы:
pl@pl-desk:~$ python3 test.py Первое значение: 4 Второе значение: 5 Результат: 9.0 pl@pl-desk:~$ python3 test.py Первое значение: a Второе значение: 9 Результат: a9
Примеры решения и дополнительные уроки в pdf-версии и android-приложении курса
На чтение 13 мин Просмотров 4к. Опубликовано 12.07.2021
Содержание
- Введение в тему
- Что такое исключения
- Перехват исключений
- Несколько блоков except
- Вложенные блоки и else
- Finally
- Управление исключениями
- Пользовательские исключения
- Запись в лог
- Иерархия исключений
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
Как Вы можете заметить, программа выполнена полностью. Об этом свидетельствует последняя строка вывода. В блок try необходимо заключить тот участок кода, в котором может возникнуть исключение, а в блоке except – его обработку. Обратите внимание, что в блоке except можно не указывать вид ошибки и тогда будет обработано любое возникшее в блоке try исключение.
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 числоn'))
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 числоn'))
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 числоn'))
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 числоn'))
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