Exceptions

Was passiert eigentlich, wenn etwas schiefgeht? Ein Beispiel:

number = int("abc")

Die Ausführung bricht mit folgender Meldung ab:

$> python main.py
Traceback (most recent call last):
  File "main.py", line 1, in <module>
    number = int("abc")
ValueError: invalid literal for int() with base 10: 'abc'

Python wirft in so einem Fall eine Exception (engl. exception, zu deutsch Ausnahme). Der Traceback zeigt an, in welcher Datei und Zeile der Fehler aufgetreten ist, welchen Typ die Exception hat (ValueError) und was der Grund war. Ein unbehandeltes Programm bricht damit ab.

Exceptions sind aber nicht nur Fehlermeldungen: Sie lassen sich gezielt abfangen und behandeln, wodurch das Programm kontrolliert weiterlaufen kann.

try und except

Zum Abfangen einer Exception dient try/except:

user_input = input("Bitte eine Zahl: ")

try:
    number = int(user_input)
    print("Die Zahl ist", number)
except ValueError:
    print("Das war keine Zahl!")

Dabei gilt:

• Der Block nach try wird "geschützt" ausgeführt. Tritt dabei eine Exception auf, so wird der Rest des Blocks übersprungen und der passende except-Block ausgeführt
• Danach läuft das Programm ganz normal weiter, sprich es bricht nicht mehr ab
• Tritt keine Exception auf, so wird der except-Block übersprungen
• Passt kein except zur aufgetretenen Exception, so bricht das Programm dennoch ab

Genau damit lässt sich die Aufgabe aus Kontrollstrukturen sauber lösen - eine Abfrage, so lange wiederholt wird, bis eine gültige Zahl vorliegt:

while True:
    user_input = input("Zahl zwischen 1 und 100: ")

    try:
        number = int(user_input)
        break
    except ValueError:
        print("Ungültige Eingabe, nochmal versuchen")

Passende Exceptions abfangen

Der except-Block gibt an, welche Exception-Typen er behandelt. Dabei sollte möglichst spezifisch abgefangen werden:

except (ValueError, TypeError):   # mehrere Typen, kommasepariert in Klammern
except Exception as e:             # Zugriff auf das Exception-Objekt, z.B. print(e)

Ein except ohne Typ (except:) fängt zwar alles ab, ist aber schlechte Praxis: Damit werden auch Fehler versteckt, die man sehen sollte (z.B. Tippfehler im Code), was die Fehlersuche massiv erschwert. Als letzte Auffanginstanz eignet sich Exception, da von dieser Klasse fast alle Exceptions abgeleitet sind.

Häufige Exceptions

Die Namen sind Programm: Sie sagen bereits, was schiefgelaufen ist, und erleichtern das gezielte Abfangen. Die vollständige Liste aller eingebauten Exceptions findet sich in der Python-Dokumentation .

else und finally

Analog zu Schleifen lässt sich auch bei der Fehlerbehandlung ein else-Anhang definieren, sowie ein finally-Block, der in jedem Fall ausgeführt wird:

try:
    number = int(user_input)
except ValueError:
    print("Keine Zahl!")
else:
    print("Erfolg, die Zahl ist", number)
finally:
    print("Wird in jedem Fall ausgeführt, z.B. zum Aufräumen")

• else läuft, wenn keine Exception aufgetreten ist
• finally läuft immer - egal ob Erfolg, abgefangener oder unbehandelter Fehler. Typische Einsatzgebiete sind Aufräumarbeiten, etwa das Schließen einer Datei

Eigene Fehler mittels raise

Mittels raise lässt sich selbst eine Exception auslösen - etwa wenn eine Funktion eine unzulässige Eingabe erhält:

def set_age(age):
    if age < 0:
        raise ValueError("Alter darf nicht negativ sein: " + str(age))

Der Aufruf set_age(-5) bricht dann mit ValueError: Alter darf nicht negativ sein: -5 ab, sprich der eigene Code verhält sich genau wie die eingebauten Funktionen auch.

Aufgaben

• Was gibt das folgende Programm aus - und in welcher Reihenfolge?

try:
    print("Start")
    result = 10 / 0
    print("Nach der Division")
except ZeroDivisionError:
    print("Division durch 0!")
finally:
    print("Aufräumen")

• Erweitere das Ratespiel aus Erste Beispiele mittels try/except, sodass es bei einer Eingabe wie "abc" nicht mehr abstürzt, sondern erneut fragt
• Schreibe eine Funktion divide(a, b), die bei b == 0 mittels raise eine ZeroDivisionError mit eigenem Text auslöst