Исключения в python. Конструкция try - except для обработки исключений

Исключения (exceptions) - ещё один тип данных в python. Исключения необходимы для того, чтобы сообщать программисту об ошибках.

Самый простейший пример исключения - деление на ноль:

>>> 100 / 0
Traceback (most recent call last):
  File "", line 1, in
    100 / 0
ZeroDivisionError: division by zero

Разберём это сообщение подробнее: интерпретатор нам сообщает о том, что он поймал исключение и напечатал информацию (Traceback (most recent call last)).

Далее имя файла (File ""). Имя пустое, потому что мы находимся в интерактивном режиме, строка в файле (line 1);

Выражение, в котором произошла ошибка (100 / 0).

Название исключения (ZeroDivisionError) и краткое описание исключения (division by zero).

Разумеется, возможны и другие исключения:

>>> 2 + '1'
Traceback (most recent call last):
  File "", line 1, in
    2 + '1'
TypeError: unsupported operand type(s) for +: 'int' and 'str'

>>> int('qwerty')
Traceback (most recent call last):
  File "", line 1, in
    int('qwerty')
ValueError: invalid literal for int() with base 10: 'qwerty'

В этих двух примерах генерируются исключения TypeError и ValueError соответственно. Подсказки дают нам полную информацию о том, где порождено исключение, и с чем оно связано.

Рассмотрим иерархию встроенных в python исключений, хотя иногда вам могут встретиться и другие, так как программисты могут создавать собственные исключения. Данный список актуален для python 3.3, в более ранних версиях есть незначительные изменения.

• 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 - а вот тут уже заканчиваются полностью системные исключения (которые лучше не трогать) и начинаются обыкновенные, с которыми можно работать.
    • StopIteration - порождается встроенной функцией next, если в итераторе больше нет элементов.
    • ArithmeticError - арифметическая ошибка.
      • FloatingPointError - порождается при неудачном выполнении операции с плавающей запятой. На практике встречается нечасто.
      • OverflowError - возникает, когда результат арифметической операции слишком велик для представления. Не появляется при обычной работе с целыми числами (так как python поддерживает длинные числа), но может возникать в некоторых других случаях.
      • ZeroDivisionError - деление на ноль.
    • 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.
    • LookupError - некорректный индекс или ключ.
      • IndexError - индекс не входит в диапазон элементов.
      • KeyError - несуществующий ключ (в словаре, множестве или другом объекте).
    • MemoryError - недостаточно памяти.
    • NameError - не найдено переменной с таким именем.
      • UnboundLocalError - сделана ссылка на локальную переменную в функции, но переменная не определена ранее.
    • OSError - ошибка, связанная с системой.
      • BlockingIOError
      • ChildProcessError - неудача при операции с дочерним процессом.
      • ConnectionError - базовый класс для исключений, связанных с подключениями.
        • BrokenPipeError
        • ConnectionAbortedError
        • ConnectionRefusedError
        • ConnectionResetError
      • FileExistsError - попытка создания файла или директории, которая уже существует.
      • FileNotFoundError - файл или директория не существует.
      • InterruptedError - системный вызов прерван входящим сигналом.
      • IsADirectoryError - ожидался файл, но это директория.
      • NotADirectoryError - ожидалась директория, но это файл.
      • PermissionError - не хватает прав доступа.
      • ProcessLookupError - указанного процесса не существует.
      • TimeoutError - закончилось время ожидания.
    • ReferenceError - попытка доступа к атрибуту со слабой ссылкой.
    • RuntimeError - возникает, когда исключение не попадает ни под одну из других категорий.
    • NotImplementedError - возникает, когда абстрактные методы класса требуют переопределения в дочерних классах.
    • SyntaxError - синтаксическая ошибка.
      • IndentationError - неправильные отступы.
        • TabError - смешивание в отступах табуляции и пробелов.
    • SystemError - внутренняя ошибка.
    • TypeError - операция применена к объекту несоответствующего типа.
    • ValueError - функция получает аргумент правильного типа, но некорректного значения.
    • UnicodeError - ошибка, связанная с кодированием / раскодированием unicode в строках.
      • UnicodeEncodeError - исключение, связанное с кодированием unicode.
      • UnicodeDecodeError - исключение, связанное с декодированием unicode.
      • UnicodeTranslateError - исключение, связанное с переводом unicode.
    • Warning - предупреждение.

Теперь, зная, когда и при каких обстоятельствах могут возникнуть исключения, мы можем их обрабатывать. Для обработки исключений используется конструкция try - except.

Первый пример применения этой конструкции:

>>> try:
...     k = 1 / 0
... except ZeroDivisionError:
...     k = 0
...
>>> print(k)
0

В блоке try мы выполняем инструкцию, которая может породить исключение, а в блоке except мы перехватываем их. При этом перехватываются как само исключение, так и его потомки. Например, перехватывая ArithmeticError, мы также перехватываем FloatingPointError, OverflowError и ZeroDivisionError.

>>> try:
...     k = 1 / 0
... except ArithmeticError:
...     k = 0
...
>>> print(k)
0

Также возможна инструкция except без аргументов, которая перехватывает вообще всё (и прерывание с клавиатуры, и системный выход и т. д.). Поэтому в такой форме инструкция except практически не используется, а используется except Exception. Однако чаще всего перехватывают исключения по одному, для упрощения отладки (вдруг вы ещё другую ошибку сделаете, а except её перехватит).

Ещё две инструкции, относящиеся к нашей проблеме, это finally и else. Finally выполняет блок инструкций в любом случае, было ли исключение, или нет (применима, когда нужно непременно что-то сделать, к примеру, закрыть файл). Инструкция else выполняется в том случае, если исключения не было.

>>> f = open('1.txt')
>>> ints = []
>>> try:
...     for line in f:
...         ints.append(int(line))
... except ValueError:
...     print('Это не число. Выходим.')
... except Exception:
...     print('Это что ещё такое?')
... else:
...     print('Всё хорошо.')
... finally:
...     f.close()
...     print('Я закрыл файл.')
...     # Именно в таком порядке: try, группа except, затем else, и только потом finally.
...
Это не число. Выходим.
Я закрыл файл.