Исключения и отладка

Функция total_and_best из урока об аргументах считает сумму и наибольшее списка. Если файл с числами пуст, список тоже пуст, и вызов total_and_best([]) останавливает программу на numbers[0] с ошибкой IndexError: list index out of range.

Такое сообщение — исключение: сигнал, что операция не смогла выполниться обычным образом. Ожидаемое исключение программа может перехватить и обработать, о нарушенной договорённости — сообщить своим понятным исключением, а неожиданное должно остановить программу и показать ошибку.

Научимся перехватывать ошибку ввода, сделаем понятное сообщение для пустого списка и разберём, как искать ошибки и какими примерами проверять функцию.

try выполняет действие, которое может не получиться, except обрабатывает только ожидаемую проблему. Ошибки ValueError и ZeroDivisionError мы видели с первого урока. Теперь научимся их обрабатывать:

text = "abc"try:    number = int(text)except ValueError:    print("Нужно ввести целое число")else:    print(number * 2)

Блок try выполняется как обычно. Если в нём возникла ошибка ValueError, остаток блока пропускается и выполняется except ValueError. else выполняется, только если ошибки не было. Схема показывает, какие строки выполнились для двух значений:

Главное применение — повторный ввод: программа просит число, пока не получит целое. while True из урока о while повторяет попытку, а break в else завершает цикл после удачного ввода:

while True:    text = input("Число: ")    try:        number = int(text)    except ValueError:        print("Введите целое число")    else:        breakprint(number * 2)

Не окружай всю программу except: pass: так спрячутся и твои собственные ошибки. Перехватывай конкретное ожидаемое исключение и решай, что делать. Если вход по условию всегда правильный, ошибка чтения должна остановить программу — она укажет на неверно понятый формат.

После else можно добавить finally: его блок выполняется в любом случае — была ошибка или нет. Запусти цикл по шагам: для "7" после try выполняется else, для "x" — except, а finally — в обоих случаях.

for text in ["7", "x"]:    try:        number = int(text)    except ValueError:        print(text, "— не число")    else:        print(number * 2)    finally:        print("проверено", text)

raise сообщает о нарушении договорённости функции. У пустого списка нет наибольшего, и total_and_best должна сказать об этом понятно, а не IndexError из своей середины:

def total_and_best(numbers):    if not numbers:        raise ValueError("Пустой список: наибольшего нет")    total = 0    best = numbers[0]    for x in numbers:        total += x        if x > best:            best = x    return total, best print(total_and_best([5, -2, 10, 7]))print(total_and_best([]))

not numbers истинно для пустого списка: пустые коллекции ложны. raise создаёт исключение с нашим текстом, и вызов прерывается. Вызывающий код перехватывает его, как любое другое:

try:    total, best = total_and_best([])except ValueError:    print("Файл пуст")else:    print(total, best)

Можно было вернуть None вместо наибольшего — это тоже договорённость. Нельзя молча вернуть 0: пустой список не имеет наибольшего 0. Какое поведение выбрано, пишут в описании функции.

Ошибку ищут по состоянию: печатают промежуточные значения или идут отладчиком. Отладка — поиск причины, по которой программа работает неверно. Простой способ — временно печатать значения переменных на каждом шаге:

numbers = [3, -1, 4]total = 0for i, value in enumerate(numbers):    total += value    print("шаг", i, "элемент", value, "сумма", total)

Такая печать показывает то же, что запуск по шагам в уроках: значения после каждой итерации. Ищи шаг, на котором значение впервые разошлось с ожидаемым, — ошибка в строках перед ним.

Другой способ — отладчик. В PyCharm и VS Code щелчок слева от номера строки ставит точку останова; запуск в режиме отладки (значок жука) останавливает программу на ней, показывает значения переменных и выполняет дальше по одной строке.

Перед сдачей решения на автоматическую проверку отладочную печать убирают: она станет лишним текстом в ответе.

assert проверяет предположение автора программы. assert условие молчит, если условие истинно, и вызывает AssertionError, если ложно:

def double(number):    return number * 2 assert double(4) == 8assert double(-3) == -6assert double(5) == 11

Первые две проверки прошли молча, третья ложна — в ней ошибся автор проверки: 5 · 2 = 10. Так быстро проверяют свою функцию на нескольких примерах.

Проверочные примеры выбирают так, чтобы каждый ловил свою ошибку. Один удачный пример ничего не доказывает. Проверь обычный случай, самый маленький вход, пустой вход, отрицательные числа и повторы, если они разрешены. Для total_and_best набор может быть таким:

• [5, -2, 10, 7] — обычный случай, ловит неверную формулу;
• [5] — один элемент, ловит ошибку границы цикла;
• [] — пустой вход, ловит IndexError вместо выбранного ValueError;
• [-4, -2] — только отрицательные, ловят начальное best = 0;
• [3, 3] — повторы, ловят сравнение >= там, где это важно.

Для цикла от a до b добавь случай a == b, для пар соседей — списки длины 0, 1 и 2. Входы, которые функция по договорённости не принимает, проверять не нужно, но эту границу надо знать.