Обработка исключений

На этом занятии мы с вами сделаем введение в очень важную тему – исключения. Помните, когда мы говорили о некоторых методах, например, удаление элемента из пустого списка:

a=[]; a.pop()

то у нас он вызывал ошибку IndexError, т.к. удалять было уже нечего. Или же, более простой пример, деление на ноль:

5/0

также приведет к ошибке ZeroDivisionError. Или такие операции:

int("12abc") #ValueError
"2"+5 #TypeError

И таких ситуаций масса. Все эти ошибки есть не что иное, как возникновение исключительных ситуаций, или попросту – исключений. Вот обработку таких стандартных исключений мы здесь и рассмотрим.

Давайте вначале предположим, что у нас имеется вот такая программа для вычисления деления двух целых чисел:

x = input("x: ")
y = input("y: ")
x = int(x)
y = int(y)
 
res = x/y
print(res)

Если мы будем вводить целые числа, то она работает корректно, но если ввести в качестве игрека ноль или не числовую величину, то возникнут соответствующие исключения. Так вот, в Python есть механизм для отслеживания (отлавливания) таких моментов в работе программы. Для этого критический по выполнению код следует поместить в блок try:

try:
    x = int(x)
    y = int(y)
 
    res = x/y
except ZeroDivisionError:
    res = "деление на ноль"
print(res)

А после него записать except и название исключения, которое требуется отследить. В данном случае мы отлавливаем деление на ноль, т.е. исключение с именем ZeroDivisionError. Давайте запустим эту программу и посмотрим как она теперь будет работать. Вводим 1 и 0, программа теперь не завершается аварийно и в консоли видим сообщение «деление на ноль».

Более подробно блок try except работает так. Сначала идет выполнение программы внутри блока try. Если все проходит в штатном режиме, то выполнение доходит до блока except и он пропускается, не выполняется. И далее уже вызывается функция print и печатается полученный результат. Если же в процессе выполнения программы блока try возникает какое-либо исключение (любое), то выполнение программы прерывается и управление передается блоку except с соответствующим именем исключения. Если нужное имя в блоке except отсутствует, то исключение переходит на более высокий уровень (в данном случае к среде выполнения Python). И в случае отсутствия обработчика исключение считается необработанным (unhandled exception) и программа завершается аварийно.

Чтобы отловить в блоке try несколько различных исключений, их можно указать в круглых скобках через запятую после ключевого слова except:

except (ZeroDivisionError, ValueError):
    res = "деление на ноль или нечисловое значение"

Или, для раздельной обработки, в разных блоках except:

except ZeroDivisionError:
    res = "деление на ноль"
except ValueError:
    res = "одно из введенных значений не число"

Если мы хотим при возникновении ошибок указывать служебное сообщение, записанное в соответствующих исключениях, то это делается так:

except ZeroDivisionError as z:
    res = z
except ValueError as v:
    res = v

То есть, после имени исключения (в действительности, это класс, но мы о них пока еще не говорили, поэтому будем воспринимать его просто как имя) ставится ключевое слово as и дальше переменная, которая будет ссылаться на класс ValueError, в котором хранится служебное сообщение о конкретной ошибке. Выводя его с помощью print, мы в консоли видим это сообщение.

Далее, блок try поддерживает необязательный блок else, который выполняется при штатном выполнении кода внутри блока try, то есть, когда не произошло никаких ошибок. Например, его можно записать так:

else:
    print("Исключений не произошло")

Теперь, при запуске программы, вводя корректные числа, мы увидим это сообщение. Если же возникает любое исключение, то этот блок не выполняется.

Другим необязательным блоком является блок finally, который, наоборот, выполняется всегда после блока try, вне зависимости произошла ошибка или нет:

finally:
    print("Блок finally выполняется всегда")

Теперь, при запуске программы, мы всегда будем видеть это сообщение. И здесь часто возникает вопрос: зачем нужен этот блок, если он выполняется всегда после try? Мы с таким же успехом можем записать этот print сразу после этого блока и, вроде бы, все будет работать также? В действительности, нет. Смотрите, если мы, например, уберем блок except с исключением ValueError, запустим программу и введем нечисловые значения, то, конечно, возникнет необработанное исключение, но при этом, блок finally все равно выполнился! Этого не произошло бы, если просто записать print после try.

Или, вот такой пример:

def getValues():
    x = input("x: ")
    y = input("y: ")
    try:
        x = int(x)
        y = int(y)
        return x,y
    except ValueError as v:
        print(v)
        return 0,0
    finally:
        print("finally выполняется до return")
 
x,y = getValues()
print(x,y)

Мы создаем функцию для ввода двух целых чисел и в блоке finally выводим сообщение. Этим сообщением мы покажем, что этот блок будет выполняться до операторов return, присутствующих в функции.

Наконец, мы можем прописывать except без указания имени класса исключения:

x = input("x: ")
y = input("y: ")
try:
    x = int(x)
    y = int(y)
 
    res = x/y
except:
    print("Произошло исключение")
else:
    print("Исключений не произошло")
finally:
    print("Блок finally выполняется всегда")
 
print(res)

В этом случае оператор print("Произошло исключение") будет выполняться при любых ошибках в блоке try, но само исключение обработано не будет, т.е. программа завершится аварийно.

Вот так работает базовый механизм обработки исключений в Python. Конечно, мы здесь рассмотрели только отслеживание стандартных (встроенных) классов исключений. В действительности, можно добавлять свои и строить довольно гибкие программы по обработке исключительных ситуаций. Но для углубления в этот материал, нужно вначале изучить основы ООП в Python. Поэтому мы пока на этом остановимся, и в качестве заданий для самоподготовки попробуйте сделать следующие программы:

Задания для самоподготовки

1. Напишите программу ввода натуральных чисел через запятую и преобразования этой строки в список целых чисел. (Используйте здесь функцию map для преобразования элементов последовательности строк в последовательность чисел). Реализовать обработку возможных исключений при таком преобразовании.

2. Написать функцию вычисления среднего арифметического элементов переданного ей списка. Реализовать обработку возможных исключений при ее работе.

3. Написать функцию-генератор (с использованием оператора yield) для удаления произвольного элемента из множества (с помощью метода pop()). Функция должна возвращать значение удаленного элемента. Реализовать обработку возможных исключений при ее работе.

Обработка исключений

Задания для самоподготовки

Видео по теме