Python - Встроенные исключения

Привет, начинающие программисты! Сегодня мы погружаемся в увлекательный мир встроенных исключений Python. Не волнуйтесь, если вы новичок в программировании; я веду вас по этой теме шаг за шагом, как я делал это для многих студентов на протяжении многих лет своей преподавательской деятельности. Давайте отправимся в эту захватывающую поездку вместе!

Стандартные встроенные исключения в Python

Представьте себе, что вы готовите в кухне, и вдруг понимаете, что закончился важный ингредиент. Это похоже на то, что происходит в программировании, когда возникает исключение - что-то неожиданное, что нарушает нормальный поток выполнения вашего кода. Python имеет множество встроенных исключений для обработки различных типов ошибок.

Давайте рассмотрим некоторые из самых распространенных встроенных исключений:

1. SyntaxError: Это как забыть поставить точку в конце предложения. Python вызывает это исключение, когда сталкивается с неправильным синтаксисом.

print "Hello, World!"  # SyntaxError: Отсутствуют скобки в вызове 'print'

В этом примере мы забыли добавить скобки вокруг строки в функции print, что требуется в Python 3.

2. NameError: Это возникает, когда вы пытаетесь использовать переменную, которая еще не была определена.

print(x)  # NameError: имя 'x' не определено

Здесь мы пытаемся распечатать переменную 'x', которую мы не создали или не присвоили значение.

3. TypeError: Это происходит, когда выполняется операция над неподходящим типом.

"2" + 2  # TypeError: можно объединять str (но не "int") с str

В этом случае мы пытаемся добавить строку ("2") к целому числу (2), что Python не знает, как делать.

4. ValueError: Это вызывается, когда функция получает аргумент с правильным типом, но неподходящим значением.

int("hello")  # ValueError: недопустимая литеральная строка для int() с основанием 10: 'hello'

Функция int() ожидает строку, представляющую число, а не слово.

5. ZeroDivisionError: Это возникает, когда вы пытаетесь разделить на ноль.

10 / 0  # ZeroDivisionError: деление на ноль

Так же, как и в математике, деление на ноль в программировании не определено.

Иерархия встроенных исключений

Встроенные исключения Python организованы в иерархию, многообразно напоминая семейное дерево. В вершине этого дерева находится класс BaseException, от которого производятся все остальные исключения.

Вот упрощенная версия иерархии исключений:

Иерархия исключений
BaseException
├── SystemExit
├── KeyboardInterrupt
├── GeneratorExit
└── Exception
├── StopIteration
├── ArithmeticError
│ ├── FloatingPointError
│ ├── OverflowError
│ └── ZeroDivisionError
├── AssertionError
├── AttributeError
├── BufferError
├── EOFError
├── ImportError
│ └── ModuleNotFoundError
├── LookupError
│ ├── IndexError
│ └── KeyError
├── MemoryError
├── NameError
│ └── UnboundLocalError
├── OSError
│ ├── FileExistsError
│ ├── FileNotFoundError
│ ├── PermissionError
│ └── TimeoutError
├── ReferenceError
├── RuntimeError
│ └── NotImplementedError
├── SyntaxError
│ └── IndentationError
│ └── TabError
├── SystemError
├── TypeError
├── ValueError
│ └── UnicodeError
└── Warning

Понимание этой иерархии может помочь вам более эффективно перехватывать и обрабатывать исключения в вашем коде.

Как использовать встроенные исключения

Теперь, когда мы знаем, что такое исключения, давайте узнаем, как их использовать в нашем коде. Основной способ обработки исключений - это использование блока try-except. Это как наличие сетки безопасности при изучении езды на велосипеде - если вы падаете (встречаете исключение), сетка (блок except) ловит вас.

Вот базовая структура:

try:
# Код, который может вызвать исключение
result = 10 / 0
except ZeroDivisionError:
# Код для обработки конкретного исключения
print("Ой! Вы не можете делить на ноль.")

В этом примере мы пытаемся разделить на ноль, что мы знаем вызовет ZeroDivisionError. Блок except перехватывает эту конкретную ошибку и выводит дружественное сообщение вместо того, чтобы вывести программу.

Вы также можете перехватывать несколько исключений:

try:
# Код, который может вызвать различные исключения
number = int(input("Введите число: "))
result = 10 / number
except ValueError:
print("Это не является допустимым числом!")
except ZeroDivisionError:
print("Вы не можете делить на ноль!")
except:
print("Что-то другое пошло не так.")

Этот скрипт обрабатывает разные сценарии: если пользователь вводит нечисловое значение (ValueError), пытается разделить на ноль (ZeroDivisionError) или если возникает любая другая непредвиденная ошибка.

Явное вызова встроенных исключений

Иногда вы можете захотеть вызвать исключение сами. Это как быть судьей в игре - когда вы видите что-то не так, вы звоните в свисток и останавливаете игру.

Вот как можно вызвать исключение:

def check_age(age):
if age < 0:
raise ValueError("Возраст не может быть отрицательным!")
elif age < 18:
print("Вы несовершеннолетний.")
else:
print("Вы взрослый.")

try:
check_age(-5)
except ValueError as e:
print(e)

В этом примере мы создаем функцию, которая проверяет возраст человека. Если кто-то пытается ввести отрицательный возраст, мы вызываем ValueError с пользовательским сообщением. Блок try-except вне функции перехватывает это исключение и выводит сообщение об ошибке.

Помните, что вызов исключений должен быть разумным. Это мощный инструмент, но его чрезмерное использование может сделать ваш код труднее для понимания и обслуживания.

В заключение, понимание и эффективное использование встроенных исключений Python важно для написания надежного и устойчивого к ошибкам кода. Это как изучение навигации на море - знание о потенциальных штормах (исключениях) и о том, как с ними справляться, сделает вашу программистскую поездку гораздо более гладкой и приятной.

Продолжайте тренироваться, будьте любознательными и не бойтесь встречать исключения - это возможности учиться и улучшать ваш код!

Credits: Image by storyset