Last modified: November 26, 2024

This article is written in: 🇵🇱

Wyjątki

Wyjątki w programowaniu to mechanizm pozwalający na obsługę nieoczekiwanych sytuacji, które mogą wystąpić podczas działania programu. W Pythonie są one kluczowe dla tworzenia niezawodnych aplikacji, które potrafią radzić sobie z błędami w sposób elegancki i kontrolowany. Dzięki wyjątkowym możemy nie tylko wykrywać błędy, ale także reagować na nie w sposób, który nie zakłóci działania całego programu.

Czym są wyjątki w Pythonie?

Wyjątki reprezentują błędy, które występują w trakcie wykonywania programu. Mogą być one spowodowane różnymi przyczynami, takimi jak dzielenie przez zero, dostęp do nieistniejącego elementu listy czy próba otwarcia pliku, który nie istnieje. Python posiada bogatą kolekcję wbudowanych wyjątków, które automatycznie informują nas o tego typu problemach.

Na przykład, gdy spróbujemy podzielić liczbę przez zero:

print(10 / 0)

Uruchomienie tego kodu spowoduje wystąpienie wyjątku ZeroDivisionError. Python natychmiast poinformuje nas o błędzie, przerywając wykonanie programu i wyświetlając komunikat:

ZeroDivisionError: division by zero

Dlaczego wyjątki są ważne?

Bez mechanizmu obsługi wyjątków, programy byłyby narażone na niespodziewane zakończenie w momencie wystąpienia błędu. Dzięki wyjątkowym możemy przechwytywać te błędy i reagować na nie w kontrolowany sposób, na przykład informując użytkownika o problemie lub podejmując próby jego naprawy.

Generowanie własnych wyjątków

Czasami chcemy sami zgłosić wyjątek, aby wskazać na problem w naszym kodzie. Możemy to zrobić za pomocą słowa kluczowego raise. Na przykład, jeśli chcemy upewnić się, że użytkownik podał nam liczbę dodatnią:

def sprawdz_liczbe(liczba):
    if liczba <= 0:
        raise ValueError("Liczba musi być dodatnia")
    return liczba

Jeśli wywołamy tę funkcję z wartością ujemną:

sprawdz_liczbe(-5)

Otrzymamy wyjątek ValueError z naszym własnym komunikatem:

ValueError: Liczba musi być dodatnia

Obsługa wyjątków za pomocą bloków try i except

Aby zapobiec zatrzymaniu programu w momencie wystąpienia wyjątku, możemy użyć konstrukcji try i except. Pozwala ona na "przechwycenie" wyjątku i podjęcie odpowiednich działań.

Przykład:

try:
    wynik = 10 / 0
except ZeroDivisionError:
    wynik = 0
    print("Nie można dzielić przez zero. Ustawiono wynik na 0.")

Po uruchomieniu otrzymamy komunikat:

Nie można dzielić przez zero. Ustawiono wynik na 0.

Program nie zostanie przerwany, a zmienna wynik będzie miała wartość 0.

Obsługa wielu wyjątków

Możemy obsłużyć różne typy wyjątków w jednym bloku try. Jeśli chcemy przechwycić kilka konkretnych wyjątków, możemy je wymienić w nawiasach:

try:
    # Kod, który może wywołać wyjątek
    liczba = int(input("Podaj liczbę: "))
    wynik = 10 / liczba
except (ValueError, ZeroDivisionError) as e:
    print(f"Wystąpił błąd: {e}")
else:
    print(f"Wynik dzielenia: {wynik}")

W tym przykładzie:

• Jeśli użytkownik poda wartość, która nie jest liczbą całkowitą, zostanie zgłoszony ValueError.
• Jeśli użytkownik poda zero, wystąpi ZeroDivisionError.

W obu przypadkach przechwycimy wyjątek i wyświetlimy odpowiedni komunikat.

Bloki else i finally

• Blok else jest wykonywany, gdy w bloku try nie wystąpi żaden wyjątek.
• Blok finally jest wykonywany zawsze, niezależnie od tego, czy wyjątek wystąpił czy nie.

Przykład użycia:

try:
    plik = open("dane.txt", "r")
    zawartosc = plik.read()
except FileNotFoundError:
    print("Plik nie został znaleziony.")
else:
    print("Zawartość pliku:")
    print(zawartosc)
finally:
    if 'plik' in locals():
        plik.close()
        print("Plik został zamknięty.")

W tym kodzie:

• Jeśli plik istnieje, zostanie odczytany i wyświetlony.
• Jeśli pliku nie ma, wyświetlimy komunikat o błędzie.
• Bez względu na wynik, upewniamy się, że plik zostanie zamknięty w bloku finally.

Tworzenie własnych klas wyjątków

W Pythonie możemy definiować własne klasy wyjątków, dziedzicząc po klasie Exception. Pozwala to na tworzenie bardziej precyzyjnych i specyficznych dla naszej aplikacji komunikatów o błędach.

Przykład:

class NiedozwolonaOperacjaError(Exception):
    def __init__(self, operacja):
        super().__init__(f"Operacja '{operacja}' jest niedozwolona.")

Możemy teraz użyć naszego wyjątku:

def wykonaj_operacje(operacja):
    if operacja not in ['dodaj', 'usun']:
        raise NiedozwolonaOperacjaError(operacja)
    print(f"Wykonywanie operacji: {operacja}")

try:
    wykonaj_operacje('edytuj')
except NiedozwolonaOperacjaError as e:
    print(e)

Po uruchomieniu otrzymamy:

Operacja 'edytuj' jest niedozwolona.

Wyjątki w kontroli przepływu programu

Wyjątki mogą być używane nie tylko do obsługi błędów, ale także jako mechanizm sterujący przepływem programu. Na przykład, podczas parsowania danych możemy użyć wyjątków do przerwania pętli, gdy napotkamy określoną sytuację.

Przykład:

def znajdz_pierwsza_litere(napis):
    for znak in napis:
        if znak.isalpha():
            return znak
    raise ValueError("Brak litery w napisie")

try:
    litera = znajdz_pierwsza_litere("1234!")
    print(f"Pierwsza litera to: {litera}")
except ValueError as e:
    print(e)

W tym przypadku, jeśli napis nie zawiera żadnej litery, zgłosimy wyjątek ValueError.

Dobre praktyki przy obsłudze wyjątków

• Nie przechwytuj ogólnych wyjątków bez potrzeby. Używanie pustego except lub except Exception może ukryć nieoczekiwane błędy i utrudnić debugowanie.
• Używaj specyficznych wyjątków. Przechwytuj konkretne typy wyjątków, aby lepiej kontrolować reakcję programu na różne sytuacje.
• Zadbaj o czytelność kodu. Wyjątki powinny ułatwiać zrozumienie przepływu programu, a nie go komplikować.
• Unikaj nadużywania wyjątków do sterowania logiką programu. Choć mogą być pomocne, nadużywanie ich może prowadzić do mniej czytelnego kodu.