Výjimky

O chybových výpisech už v tomto kurzu byla zmínka: Python si postěžuje, řekne, kde je chyba, a ukončí program. O chybách se toho ale dá říct mnohem víc.

Výpisy chyb

Na začátku si ukážeme (nebo zopakujeme), jak Python vypíše chybu, která nastane v zanořené funkci:

def vnejsi_funkce():
    return vnitrni_funkce(0)

def vnitrni_funkce(delitel):
    return 1 / delitel

print(vnejsi_funkce())

Traceback (most recent call last):          
  File "/tmp/ukazka.py", line 7, in <module>
    print(vnejsi_funkce())
  File "/tmp/ukazka.py", line 2, in vnejsi_funkce
    return vnitrni_funkce(0)
  File "/tmp/ukazka.py", line 5, in vnitrni_funkce
    return 1 / delitel
ZeroDivisionError: division by zero

Všimni si, že každá funkce, jejíž volání vedlo k chybě, je uvedena ve výpisu. Skutečná chyba (tedy místo, které musíme opravit) je pravděpodobně poblíž některého z těchto volání. V našem případě bychom asi neměly volat vnitrni_funkce s argumentem 0. A nebo by vnitrni_funkce měla být na nulu připravená a dělat v tomto případě něco jiného.

Python nemůže vědět, na kterém místě by se chyba měla opravit, a tak ukáže vše. Ve složitějších programech se to bude hodit.

Vyvolání chyby

Chybu neboli výjimku (angl. exception) můžeš vyvolat i sama, pomocí příkazu raise. Za příkaz dáš jméno výjimky a pak do závorek nějaký popis toho, co je špatně.

VELIKOST_POLE = 20

def over_cislo(cislo):
    if 0 <= cislo < VELIKOST_POLE:
        print('OK!')
    else:
        raise ValueError('Čislo {n} není v poli!'.format(n=cislo))

Všechny typy výjimek, které jsou zabudované v Pythonu, jsou popsané v dokumentaci.

Pro nás jsou (nebo budou) důležité tyto:

BaseException
 ├── SystemExit                     vyvolána funkcí exit()
 ├── KeyboardInterrupt              vyvolána po stisknutí Ctrl+C
 ╰── Exception
      ├── ArithmeticError
      │    ╰── ZeroDivisionError    dělení nulou
      ├── AssertionError            nepovedený příkaz `assert`
      ├── AttributeError            neexistující atribut, např. 'abc'.len
      ├── ImportError               nepovedený import
      ├── LookupError
      │    ╰── IndexError           neexistující index, např. 'abc'[999]
      ├── NameError                 použití neexistujícího jména proměnné
      │    ╰── UnboundLocalError    použití proměnné, která ještě nebyla nastavená
      ├── SyntaxError               špatná syntaxe – program je nečitelný/nepoužitelný
      │    ╰── IndentationError     špatné odsazení
      │         ╰── TabError        kombinování mezer a tabulátorů
      ├── TypeError                 špatný typ, např. len(9)
      ╰── ValueError                špatná hodnota, např. int('xyz')

Ošetření chyby

A proč jich je tolik druhů? Abys je mohla chytat! Následující funkce je připravená na to, že funkce int může selhat, pokud uživatel nezadá číslo:

def nacti_cislo():
    odpoved = input('Zadej číslo: ')
    try:
        cislo = int(odpoved)
    except ValueError:
        print('To nebylo číslo! Pokračuji s nulou.')
        cislo = 0
    return cislo

Jak to funguje? Příkazy v bloku uvozeném příkazem try se normálně provádějí, ale když nastane uvedená výjimka, Python místo ukončení programu provede všechno v bloku except. Když výjimka nenastane, blok except se přeskočí.

Když odchytáváš obecnou výjimku, chytnou se i všechny podřízené typy výjimek – například except ArithmeticError: zachytí i ZeroDivisionError. A except Exception: zachytí všechny výjimky, které běžně chceš zachytit.

Nechytej je všechny!

Většinu chyb ale není potřeba ošetřovat.

Nastane-li nečekaná situace, je téměř vždy mnohem lepší program ukončit, než se snažit pokračovat dál počítat se špatnými hodnotami. Navíc chybový výstup, který Python standardně připraví, může hodně ulehčit hledání chyby.

„Ošetřování” chyb jako KeyboardInterrupt je ještě horší: může způsobit, že program nepůjde ukončit, když bude potřeba.

Příkaz try/except proto používej jen v situacích, kdy výjimku očekáváš – víš přesně, která chyba může nastat a proč, a máš možnost ji opravit. Pro nás to typicky bude načítání vstupu od uživatele. Po špatném pokusu o zadání je dobré se ptát znovu, dokud uživatel nezadá něco smysluplného:

def nacti_cislo():
    while True:
        odpoved = input('Zadej číslo: ')
        try:
            return int(odpoved)
        except ValueError:
            print('To nebylo číslo! Zkus to znovu.')

Další přílohy k try

Kromě except existují dva jiné bloky, které můžeš „přilepit“ k try, a to else a finally. První se provede, když v try bloku žádná chyba nenastane; druhý se provede vždy – ať už chyba nastala nebo ne.

Můžeš taky použít více bloků except. Provede se vždy maximálně jeden: ten první, který danou chybu umí ošetřit.

try:
    neco_udelej()
except ValueError:
    print('Tohle se provede, pokud nastane ValueError')
except NameError:
    print('Tohle se provede, pokud nastane NameError')
except Exception:
    print('Tohle se provede, pokud nastane jiná chyba')
    # (kromě SystemExit a KeyboardInterrupt, ty chytat nechceme)
except TypeError:
    print('Tohle se neprovede nikdy')
    # ("except Exception" výše ošetřuje i TypeError; sem se Python nedostane)
else:
    print('Tohle se provede, pokud chyba nenastane')
finally:
    print('Tohle se provede vždycky; i pokud v `try` bloku byl např. `return`')

Úkol

Doplň do geometrické kalkulačky (nebo 1-D piškvorek, máš-li je) ošetření chyby, která nastane když uživatel nezadá číslo.

while True:
    try:
        strana = float(input('Zadej stranu čtverce v centimetrech: '))
    except ValueError:
        print('To nebylo číslo!')
    else:
        if strana <= 0:
            print('To nedává smysl!')
        else:
            break

print('Obvod čtverce se stranou', strana, 'je', 4 * strana, 'cm')
print('Obsah čtverce se stranou', strana, 'je', strana * strana, 'cm2')

def tah_hrace(pole):
    while True:
        try:
            pozice = int(input('Kam chceš hrát? (0..19) '))
        except ValueError:
            print('To není číslo!')
        else:
            if pozice < 0 or pozice >= len(pole):
                print('Nemůžeš hrát venku z pole!')
            elif pole[pozice] != '-':
                print('Tam není volno!')
            else:
                break

    pole = pole[:pozice] + 'o' + pole[pozice + 1:]
    return pole


print(tah_hrace('-x----'))