Обработка частых ошибок и исключений в Python. Интерпретация значений и ошибок

Процесс обработки исключений и ошибок в Python позволяет значительно увеличить устойчивость программного кода к отказам, из-за которых рабочий процесс программы может быть полностью остановлен. Чтобы понять, как правильно должен осуществляться процесс обработки погрешностей, необходимо рассмотреть наиболее распространенные ситуации.

Какие есть синтаксические ошибки (SyntaxError)

Перед тем как рассматривать процесс обработки исключений и то, для чего он предназначен, важно разобраться с тем, чем ошибки в Python отличаются от исключений. Основные отличия:

  1. По сравнению с исключениями, ошибки не подлежат обработке.
  2. Изначально ошибки указывают на критические моменты в работоспособности программы и по алгоритму она не должна их перехватывать. Исключение желательно перехватывать, чтобы восстановить работоспособность программного кода, сделать его более устойчивым к возможным проблемам.
  3. Далеко не все ошибки останавливают рабочий процесс программы моментально.

Если рассматривать официальную терминологию, иногда исключения в программном коде могут приравниваться к классу SyntaxError. Однако при подробном изучении документации Python все синтаксические погрешности относятся к группе ошибок, но не исключений.

При работе с различными языками программирования, пользователи очень часто сталкиваются с ошибками. При этом все они разные. Некоторые приводят к полной остановке работы, другие доступны для исправления при последующей настройке кода, следующие могут остаться незамеченными до тех пор, пока работа будет практически полностью законченной. Отдельной группой выделяются ошибки, возникающие в определенных ситуациях. Если брать во внимание все ошибки Python, их можно разделить на 3 группы:

  1. Логические – возникают из-за логических неточностей в программном алгоритме.
  2. Синтаксические – появляются в следствии синтаксических погрешностей программного кода.
  3. Исключения – возникают из-за действий пользователей, которые не соответствуют программному алгоритму.

К группе синтаксических ошибок относятся все погрешности, которые связаны с несоблюдением базовых правил написания языка программирования. Отслеживанием данных проблем занимается интерпретатор. После нахождения ошибки он сообщает об этом пользователю, указывает на участок кода с погрешностью.

На погрешность в программном коде интерпретатор указывает стрелкой вверх. Это значительно упрощает работу программиста, так как Python экономит его время на поиск погрешностей синтаксиса.

Недостаточно памяти (OutofMemoryError)

Подобные ошибки напрямую связаны с количеством оперативной памяти на компьютере. Погрешности “OutofMemoryError” входят в структуру данных “Heap”. Ошибки часто возникают, если к файлу добавлены крупные массивы программного кода, на обработку которых недостаточно памяти. Причины возникновения погрешностей “OutofMemoryError”:

  1. Загрузка рабочего документа, который имеет большой размер.
  2. Для работы применяется Python 32-битной архитектуры.
  3. Использование моделей глубокого или машинного обучения.

Чтобы устранить данную ошибку, необходимо активировать функцию резервного исключения. Эта функция применяется в тех случаях, когда интерпретатор израсходовал всю доступную память, ему нужно прекратить выполнение текущей операции.

Сам Python в некоторых ситуациях может автоматически вызвать “OutofMemoryError”, за счет чего скрипт перехватывает сам себя, восстанавливает, решая ошибку.

Важно! Так как в Python применяется система управления памятью на базе языка C, после обработки исключений процессы восстанавливаются не всегда. Часто данное действие приводит к моментальному завершению рабочего процесса. По этой причине опытные программисты редко обрабатывают погрешности данной группы.

Ошибка рекурсии (RecursionError)

Данная погрешность возникает во время вызова функций, зависит от стека. Суть этой ошибки заключается в том, что стек имеет ограниченный размер, но внутри него выполняется множество методов. При этом один из них должен иметь бесконечную рекурсию.

Для воспроизведения данной погрешности, необходимо определить функцию “Recursion”. Она будет активировать себя в замкнутом цикле. За счет этого должна появиться ошибка с названием “StackOverflow”. Фрагмент кода как практический пример:

def recursion():

    return recursion()

 

recursion()

---------------------------------------------------------------------------

RecursionError                            Traceback (most recent call last)

<ipython-input-3-c6e0f7eb0cde> in <module>

----> 1 recursion()

<ipython-input-2-5395140f7f05> in recursion()

      1 def recursion():

----> 2     return recursion()

... last 1 frames repeated, from the frame below ...

<ipython-input-2-5395140f7f05> in recursion()

      1 def recursion():

----> 2     return recursion()

RecursionError: maximum recursion depth exceeded

Ошибка отступа (IndentationError)

Изначально данную погрешность можно спутать с синтаксической. Однако она появляется только в тех случаях, когда при написании программного кода были неправильно оформлены отступы. Практический пример:

for i in range(10):

    print('Привет Мир!')

  File "<ipython-input-6-628f419d2da8>", line 2

    print('Привет Мир!')

        ^

IndentationError: expected an indented block

Какие бывают исключения

Исключения в Python называются те ошибки, которые не являются критическими для всего рабочего файла, но возникают при исполнении программного кода. В тех ситуациях, когда встроенный скрипт не может обработать исключение, рабочий процесс программы подлежит принудительной остановке. Отдельное внимание нужно уделить иерархии исключений. Все они берут свое начало от BaseException. По иерархии, все исключения разделяются на две группы:

  • обыкновенные;
  • системные.

Системные исключения обрабатываются только в крайнем случае, когда нужно получить определенный результат. При этом делать это должен программист со значительным опытом. Обыкновенные исключения нужно обрабатывать. Делать это самостоятельно может даже человек без значительного опыта в данной сфере. Типы системных исключений:

  1. GeneratorExit – они появляются в том случае, если пользователь запрашивает метод “close” от объекта “generator”.
  2. KeyboardInterrupt – данное исключение появляется в том случае, если пользователь прервал рабочий процесс программы через комбинацию клавиш “CTRL+C”.
  3. SystemExit – возникает при активации функции sys.exit, которая иногда срабатывает при выходе из программы.

Без автоматического осуществления обработки будут возникать различные ошибки. Существует несколько наиболее популярных исключение, о которых необходимо поговорить подробнее.

Ошибка типа (TypeError)

Простой пример данной ошибки исключения будет приведен ниже:

a = 2

b = 'PythonRu'

a + b

---------------------------------------------------------------------------

 

TypeError                                 Traceback (most recent call last)

 

<ipython-input-7-86a706a0ffdf> in <module>

      1 a = 2

      2 b = 'PythonRu'

----> 3 a + b

TypeError: unsupported operand type(s) for +: 'int' and 'str'

Ошибка деления на ноль (ZeroDivisionError)

Еще одна популярная ошибка, возникающая в Python при выполнении арифметических вычислений:

10 / 0

---------------------------------------------------------------------------

ZeroDivisionError                         Traceback (most recent call last)

 

<ipython-input-43-e9e866a10e2a> in <module>

----> 1 10 / 0

ZeroDivisionError: division by zero

Встроенные исключения

В Python присутствует 4 компонента для обработки исключений:

  1. Try – данная команда вызывает тот блок кода, в котором должна появиться погрешность.
  2. Expect – через этот компонент вычисляется и обозначается тот тип исключения, который должен возникнуть в вызванном ранее блоке кода.
  3. Else – данный блок вызывается в том случае, если исключения отсутствуют.
  4. Finally – этот блок будет исполнен в любом случае.
obrabotka-chastyh-oshibok-i-isklyuchenij-v-python-interpretaciya-znachenij-i-oshibok
Компоненты, используемые для обработки исключений

Схема встроенных исключений:

BaseException

 +-- SystemExit

 +-- KeyboardInterrupt

 +-- GeneratorExit

 +-- Exception

      +-- StopIteration

      +-- StopAsyncIteration

      +-- ArithmeticError

      |    +-- FloatingPointError

      |    +-- OverflowError

      |    +-- ZeroDivisionError

      +-- AssertionError

      +-- AttributeError

      +-- BufferError

      +-- EOFError

      +-- ImportError

      |    +-- ModuleNotFoundError

      +-- LookupError

      |    +-- IndexError

      |    +-- KeyError

      +-- MemoryError

      +-- NameError

      |    +-- UnboundLocalError

      +-- OSError

      |    +-- BlockingIOError

      |    +-- ChildProcessError

      |    +-- ConnectionError

      |    |    +-- BrokenPipeError

      |    |    +-- ConnectionAbortedError

      |    |    +-- ConnectionRefusedError

      |    |    +-- ConnectionResetError

      |    +-- FileExistsError

      |    +-- FileNotFoundError

      |    +-- InterruptedError

      |    +-- IsADirectoryError

      |    +-- NotADirectoryError

      |    +-- PermissionError

      |    +-- ProcessLookupError

      |    +-- TimeoutError

      +-- ReferenceError

      +-- RuntimeError

      |    +-- NotImplementedError

      |    +-- RecursionError

      +-- SyntaxError

      |    +-- IndentationError

      |         +-- TabError

      +-- SystemError

      +-- TypeError

      +-- ValueError

      |    +-- UnicodeError

      |         +-- UnicodeDecodeError

      |         +-- UnicodeEncodeError

      |         +-- UnicodeTranslateError

      +-- Warning

           +-- DeprecationWarning

           +-- PendingDeprecationWarning

           +-- RuntimeWarning

           +-- SyntaxWarning

           +-- UserWarning

           +-- FutureWarning

           +-- ImportWarning

           +-- UnicodeWarning

           +-- BytesWarning

           +-- ResourceWarning
obrabotka-chastyh-oshibok-i-isklyuchenij-v-python-interpretaciya-znachenij-i-oshibok
Классы встроенных исключений

Ошибка прерывания с клавиатуры (KeyboardInterrupt)

Погрешность с таким обозначением относится к группе встроенных. Данная ошибка активируется в том случае, если пользователь пытается остановить рабочий процесс программы определенными комбинациями клавиш – Ctrl+Z или же Ctrl+С (они прописываются через ядро Jupyter Notebook, еще один вариант – через командную строку). Обработка исключения KeyboardInterrupt осуществляется по следующему принципу:

try:

    inp = input()

    print('Нажмите Ctrl+C и прервите Kernel:')

except KeyboardInterrupt:

    print('Исключение KeyboardInterrupt')

else:

    print('Исключений не произошло')

Какие бывают стандартные ошибки (StandardError)

Чаще всего при работе в Python возникают базовые ошибки. Самые распространенные из них необходимо рассмотреть подробнее.

Арифметические ошибки (ArithmeticError)

К этой группе можно отнести несколько популярных погрешностей:

  1. Zero Division (возникает из-за того, что при каком-либо арифметическом вычислении происходит деление на ноль).
  2. Floating Point (так обозначаются плавающие точки).
  3. OverFlow (переполнение).

Данные ошибки отображаются при погрешностях в математических операциях.

Деление на ноль (ZeroDivisionError)

Данная ошибка возникает в том случае, если знаменатель или делитель равны нулю. Пример:

try: 

    a = 100 / 0

    print(a)

except ZeroDivisionError: 

    print("Исключение ZeroDivisionError." )

else: 

    print("Успех, нет ошибок!")

Переполнение (OverflowError)

Эта ошибка появляется, если конечный результат осуществляемого действия нарушает границы установленного заранее диапазона. Пример:

try: 

    import math

    print(math.exp(1000))

except OverflowError: 

    print("Исключение OverFlow.")

else: 

    print("Успех, нет ошибок!")

Ошибка утверждения (AssertionError)

Погрешность утверждения появляется в тех ситуациях, когда не верной оказывается инструкция утверждения. Как пример:

try: 

    a = 100

    b = "PythonRu"

    assert a == b

except AssertionError: 

    print("Исключение AssertionError.")

else: 

    print("Успех, нет ошибок!")

Ошибка атрибута (AttributeError)

Если определенного атрибута в программном коде не существует, а сама программа пытается на него сослаться, появится данная ошибка. Пример:

class Attributes(obj):

    a = 2

    print(a)

 

try:

    obj = Attributes()

    print(obj.attribute)

except AttributeError:

    print("Исключение AttributeError.")

Ошибка импорта (ModuleNotFoundError)

Если программа пытается импортировать модуль, которого не существует по стандартному пути, появится ошибка “ModuleNotFound”. Пример:

import nibabel

---------------------------------------------------------------------------

ModuleNotFoundError                       Traceback (most recent call last)

<ipython-input-6-9e567e3ae964> in <module>

----> 1 import nibabel

ModuleNotFoundError: No module named 'nibabel'

Ошибка поиска (LookupError)

LockupError – считается основным классом для различных исключений. Данная ошибка выполняется в том случае, если ключи или индексы применяются для объединения или же последовательность для словаря или же перечисления является неверной (несуществующей). При этом может появиться две разновидности исключений – первая относится к индексу, вторая – к ключу.

Ошибка ключа

Иногда требуемых ключей может не оказаться в словаре. Если программа запрашивает к ним доступ, появится ошибка “KeyError”. Пример:

try: 

    a = {1:'a', 2:'b', 3:'c'} 

    print(a[4]) 

except LookupError: 

    print("Исключение KeyError.")

else: 

    print("Успех, нет ошибок!")

Ошибка индекса

Данная погрешность возникает, если программа отправляет запросы к индексу от рабочего списка, который находится за общим диапазоном данного списка или же его вообще нет. Из-за этого возникнет ошибка. Пример:

try:

    a = ['a', 'b', 'c'] 

    print(a[4]) 

except LookupError: 

    print("Исключение IndexError, индекс списка вне диапазона.")

else: 

    print("Успех, нет ошибок!")

Ошибка памяти (MemoryError)

Данная погрешность уже описывалась выше. Она возникает в тех ситуациях, когда для совершения рабочих операций недостаточно памяти.

Ошибка имени (NameError)

Такая ошибка появляется в том случае, если программа не может найти local name или же global name. Пример:

try:

    print(ans)

except NameError: 

    print("NameError: переменная 'ans' не определена")

else: 

    print("Успех, нет ошибок!")

Ошибка выполнения (Runtime Error)

Данная ошибка является базовой для “NotImplemented”. Пример:

class BaseClass(object):

    """Опередляем класс"""

    def __init__(self):

        super(BaseClass, self).__init__()

    def do_something(self):

           # функция ничего не делает

        raise NotImplementedError(self.__class__.__name__ + '.do_something')

 

class SubClass(BaseClass):

    """Реализует функцию"""

    def do_something(self):

        # действительно что-то делает

        print(self.__class__.__name__ + ' что-то делает!')

 

SubClass().do_something()

BaseClass().do_something()

Ошибка типа (TypeError)

Эта ошибка появляется в тех случаях, когда программа пытается совместить между собой несовместимые объекты или же операнды. Пример:

try:

    a = 5

    b = "PythonRu"

    c = a + b

except TypeError:

    print('Исключение TypeError')

else:

    print('Успех, нет ошибок!')

Ошибка значения (ValueError)

Когда на встроенную в программный код функцию или рабочую операцию приходит аргумент, который имеет корректный тип и одновременно с этим недопустимое значение, возникает ошибка “ValueError”. Пример:

try:

    print(float('PythonRu'))

except ValueError:

    print('ValueError: не удалось преобразовать строку в float: \'PythonRu\'')

else:

    print('Успех, нет ошибок!')

Пользовательские исключения в Python

Python изначально имеет множество уже встроенных исключений, которые активируются в требуемых ситуациях. Однако, помимо тех исключений, которые уже есть в наличии, существует возможность запуска собственных. При этом они будут содержать сообщения для конкретных случаев.

Для того чтобы запустить пользовательское исключение, необходимо добавить в рабочий файл ключевое слово “raise”.  Следующее действие – создание нового объекта, который имеет тип “Exception”.

Для создания пользовательского исключения необходимо сделать новый класс. При этом он должен быть унаследован от базового “Exception”. В появившемся конструкторе нужно прописать текст пользовательского исключения. Оно понадобится в тех случаях, когда пользователь начинает выполнять действия, не соответствующие программному алгоритму.

Какие есть недостатки обработки исключений в Python

Нельзя забывать о том, что у процесса применения исключений есть определенные недостатки. Один из них – замедление процесса работы программы, имеющей блоки “try-except”, при этом значительно увеличивается количество кода. Чтобы максимально эффективно применять возможность обработки исключений в Python, необходимо ограничить его применение, осуществлять его только в крайних случаях.

obrabotka-chastyh-oshibok-i-isklyuchenij-v-python-interpretaciya-znachenij-i-oshibok
Варианты рабочего процесса программы – в нормальном режиме (без ошибок), при осуществлении процесса обработки и без него

Заключение

Если научиться пользоваться обработкой для различных исключений вовремя, можно остановить рабочий процесс программы, сделать код устойчивым к возникновению различных проблем. Дополнительно к этому процесс обработки исключений подготовит программный код к развертыванию.

Добавить комментарий

;-) :| :x :twisted: :smile: :shock: :sad: :roll: :razz: :oops: :o :mrgreen: :lol: :idea: :grin: :evil: :cry: :cool: :arrow: :???: :?: :!:

тринадцать − 3 =

ehhu.ru w0o.ru 4-man.ru Adblock
detector