❄️ Wyjątki

Wyjątki

Są to błędy, które występują podczas wykonywania programu i mogą powodować jego nagłe zakończenie, jeśli nie są odpowiednio obsłużone.

Zarządzanie wyjątkami, czyli kontrola nad tym, jak program zachowuje się w sytuacji, gdy wystąpi błąd, obejmuje wykorzystanie słów kluczowych try, except, else i finally oraz ręczne wywoływanie wyjątków za pomocą raise.

Podstawowa obsługa wyjątków

Podstawowy blok obsługi wyjątków składa się z try i except.

W bloku try umieszczamy kod, który może wywołać wyjątek,
a blok except przechwytuje ten wyjątek i wykonuje odpowiednie działania.

try:
    liczba = int(input("Podaj liczbę: "))
    wynik = 10 / liczba
    print(f"Wynik: {wynik}")
except ZeroDivisionError:
    print("Nie można dzielić przez zero!")
except ValueError:
    print("To nie jest poprawna liczba!")

Można obsłużyć wiele typów wyjątków osobno (jak wyżej) lub użyć bazowej klasy Exception, żeby złapać każdy błąd i przy okazji odczytać jego treść:

try:
    liczba = int(input("Podaj liczbę: "))
    wynik = 10 / liczba
    print(f"Wynik: {wynik}")
except Exception as e:
    print(f"Wystąpił błąd: {e}")

Dodatkowe bloki `else` i `finally`

Kod w bloku else wykona się tylko wtedy, gdy żaden wyjątek nie wystąpił w bloku try.
Blok finally wykona się zawsze, niezależnie od tego, czy wyjątek wystąpił. Używany głównie do zwalniania zasobów (zamykanie plików, połączeń itp.).

try:
    liczba = int(input("Podaj liczbę: "))
    wynik = 10 / liczba
except ZeroDivisionError:
    print("Nie można dzielić przez zero!")
except ValueError:
    print("To nie jest poprawna liczba!")
else:
    print(f"Wynik: {wynik}")
finally:
    print("Blok finally wykonuje się zawsze.")

Ręczne wywoływanie wyjątków - `raise`

Funkcje powinny aktywnie zgłaszać wyjątki, gdy otrzymują niepoprawne dane - zamiast cicho zwracać błędne wyniki. To właśnie widziałeś już w sekcji o docstringach (raise ValueError).

def sprawdz_wiek(wiek):
    if wiek < 18:
        raise ValueError("Wiek musi być co najmniej 18 lat.")
    return "Dostęp dozwolony"

try:
    print(sprawdz_wiek(15))
except ValueError as e:
    print(f"Błąd: {e}")

Większość wyjątków to klasy wbudowane dostępne w standardowej bibliotece - pełna lista w dokumentacji.

Najczęściej wykorzystywane wyjątki

ValueError - argument ma poprawny typ, ale niepoprawną wartość.
TypeError - argument jest niepoprawnego typu.
IndexError - indeks jest poza zakresem listy, krotki itp.
KeyError - klucz nie istnieje w słowniku.
AttributeError - obiekt nie ma określonego atrybutu.
FileNotFoundError - określony plik nie istnieje.
ZeroDivisionError - próba dzielenia przez zero.
PermissionError - brak uprawnień do wykonania operacji.
RuntimeError - wyjątek ogólny, gdy żaden inny nie pasuje.
NotImplementedError - metoda zamierzona do implementacji w przyszłości.
OverflowError - wynik operacji matematycznej zbyt duży do przetworzenia.
ImportError - nie udało się zaimportować modułu lub elementu.
AssertionError - sprawdzenie assert zakończyło się niepowodzeniem.

Tworzenie własnych wyjątków

Wymaga znajomości klas

Ta sekcja korzysta z dziedziczenia klas - mechanizmu omawianego w późniejszych zajęciach z programowania obiektowego. Możesz ją teraz przejrzeć poglądowo i wrócić po przerobieniu OOP.

Własne wyjątki tworzy się przez zdefiniowanie nowej klasy dziedziczącej po Exception. Pozwala to tworzyć błędy dopasowane do konkretnego kontekstu aplikacji.

Prosty przykład

class BrakSrodkowError(Exception):
    """Wyjątek sygnalizujący brak wystarczających środków na koncie."""
    pass

def wyplac(saldo, kwota):
    if kwota > saldo:
        raise BrakSrodkowError(
            f"Brak środków: saldo {saldo} zł, potrzebne {kwota} zł"
        )
    return saldo - kwota

try:
    wyplac(100, 150)
except BrakSrodkowError as e:
    print(f"Błąd: {e}")

Bardziej rozbudowany przykład z atrybutami

class BladZakresu(Exception):
    def __init__(self, wartosc, zakres_min, zakres_max):
        super().__init__(
            f"Wartość {wartosc} jest poza zakresem ({zakres_min}-{zakres_max})."
        )
        self.wartosc = wartosc
        self.zakres_min = zakres_min
        self.zakres_max = zakres_max

def sprawdz_zakres(wartosc):
    if not (0 <= wartosc <= 100):
        raise BladZakresu(wartosc, 0, 100)

try:
    sprawdz_zakres(150)
except BladZakresu as e:
    print(f"Błąd: {e}")
    print(f"Wartość: {e.wartosc}, zakres: {e.zakres_min}-{e.zakres_max}")

Hierarchia wyjątków

Własne wyjątki można układać w hierarchię - ogólna klasa bazowa i bardziej szczegółowe klasy pochodne:

class BladAplikacji(Exception):
    pass

class BladPolaczenia(BladAplikacji):
    pass

class BladAutoryzacji(BladAplikacji):
    pass

try:
    raise BladPolaczenia("Błąd podczas łączenia z serwerem.")
except BladAplikacji as e:
    print(f"Błąd aplikacji: {e}")  # łapie oba typy pochodne

Zapis except Exception as e

except Exception as e przechwytuje wszystkie wyjątki, bo wszystkie wbudowane wyjątki dziedziczą po Exception. Dlatego własne wyjątki też powinny po niej dziedziczyć.

📝 Zadania

Stwórz plik python1course/zaj02/wyjatki.py i wykonaj w nim poniższe zadania.

Napisz funkcję konwertuj_na_int(tekst), która próbuje zamienić podany ciąg znaków na liczbę całkowitą. Jeśli się nie uda, powinna wypisać czytelny komunikat o błędzie i zwrócić None. Przetestuj ją na kilku przypadkach: "42", "abc", "3.14", "".
Napisz funkcję oblicz_bmi(masa, wzrost), która:
- Zgłasza TypeError, jeśli któryś z argumentów nie jest liczbą,
- Zgłasza ValueError, jeśli masa ≤ 0 lub wzrost ≤ 0,
- W pozostałych przypadkach zwraca wynik (masa / wzrost ** 2).
Napisz kod wywołujący, który testuje wszystkie przypadki błędów z użyciem try/except.
Napisz funkcję wczytaj_plik(sciezka), która otwiera plik tekstowy i zwraca jego zawartość jako string. Użyj bloku with open(). Obsłuż wyjątki FileNotFoundError i PermissionError - w obu przypadkach wypisz czytelny komunikat i zwróć None.
Napisz funkcję polacz_z_baza(host), która symuluje nawiązywanie połączenia z bazą danych. Użyj bloku finally, żeby zawsze wypisać komunikat o zakończeniu próby połączenia - niezależnie od tego, czy się powiodła. Zasymuluj błąd dla wybranych hostów (np. raise ConnectionError gdy host == "zly-host").

Kiedy finally ma sens?

with rozwiązuje problem zamykania plików i innych zasobów obsługujących protokół kontekstu. finally przydaje się wszędzie tam, gdzie tego protokołu nie ma - np. połączenia sieciowe, logi, liczniki prób, zwalnianie blokad.
Napisz funkcję pobierz_wartosc(slownik, klucz), która zwraca wartość ze słownika dla podanego klucza. Jeśli klucz nie istnieje, nie powinna rzucić KeyError - zamiast tego niech zgłosi ValueError z komunikatem wskazującym, jakiego klucza brakuje i jakie klucze są dostępne.