Почему питон выдает ошибку синтаксиса

Ситуация: программист взял в работу математический проект — ему нужно написать код, который будет считать функции и выводить результаты. В задании написано:

«Пусть у нас есть функция f(x,y) = xy, которая перемножает два аргумента и возвращает полученное значение».

Программист садится и пишет код:

a = 10
b = 15
result = 0
def fun(x,y): 
    return x y
result = fun(a,b)
print(result)

Но при выполнении такого кода компьютер выдаёт ошибку:

File "main.py", line 13
result = x y
^
❌ SyntaxError: invalid syntax

Почему так происходит: в каждом языке программирования есть свой синтаксис — правила написания и оформления команд. В Python тоже есть свой синтаксис, по которому для умножения нельзя просто поставить рядом две переменных, как в математике. Интерпретатор находит первую переменную и думает, что ему сейчас объяснят, что с ней делать. Но вместо этого он сразу находит вторую переменную. Интерпретатор не знает, как именно нужно их обработать, потому что у него нет правила «Если две переменные стоят рядом, их нужно перемножить». Поэтому интерпретатор останавливается и говорит, что у него лапки. 

Что делать с ошибкой SyntaxError: invalid syntax

В нашем случае достаточно поставить звёздочку (знак умножения в Python) между переменными — это оператор умножения, который Python знает:

a = 10
b = 15
result = 0
def fun(x,y): 
    return x * y
result = fun(a,b)
print(result)

В общем случае найти источник ошибки SyntaxError: invalid syntax можно так:

Практика

Попробуйте найти ошибки в этих фрагментах кода:

x = 10 y = 15
def fun(x,y): 
    return x * y

try:  
    a = 100
    b = "PythonRu"
    assert a = b
except AssertionError:  
    print("Исключение AssertionError.")
else:  
    print("Успех, нет ошибок!")

SyntaxError — это ошибка, которая легко может ввести в ступор начинающего программиста. Стоит забыть одну запятую или не там поставить кавычку и Python наотрез откажется запускать программу. Что ещё хуже, по выводу в консоль сложно сообразить в чём дело. Выглядят сообщения страшно и непонятно. Что с этим делать — не ясно. Вот неполный список того, что можно встретить:

• SyntaxError: invalid syntax
• SyntaxError: EOL while scanning string literal
• SyntaxError: unexpected EOF while parsing

Эта статья о том, как справиться с синтаксической ошибкой SyntaxError. Дочитайте её до конца и получите безотказный простой алгоритм действий, что поможет вам в трудную минуту — ваш спасательный круг.

Работать будем с программой, которая выводит на экран список учеников. Её код выглядит немного громоздко и, возможно, непривычно. Если не всё написанное вам понятно, то не отчаивайтесь, чтению статьи это не помешает.

students = [
    ['Егор', 'Кузьмин'],
    ['Денис', 'Давыдов'],
]

for first_name, last_name in students:
    label = 'Имя ученика: {first_name} {last_name}'.format(
        first_name = first_name
        last_name = last_name
    )

    print(label)

Ожидается примерно такой результат в консоли:

$ python script.py
Имя ученика: Егор Кузьмин
Имя ученика: Денис Давыдов

Но запуск программы приводит к совсем другому результату. Скрипт сломан:

$ python script.py
  File "script.py", line 9
    last_name = last_name
            ^
SyntaxError: invalid syntax

Ошибки в программе бывают разные и каждой нужен свой особый подход. Первым делом внимательно посмотрите на вывод программы в консоль. На последней строчке написано SyntaxError: invalid syntax. Если эти слова вам не знакомы, то обратитесь за переводом к Яндекс.Переводчику:

SyntaxError: недопустимый синтаксис
SyntaxError: неверный синтаксис

Первое слово SyntaxError Яндекс не понял. Помогите ему и разделите слова пробелом:

Syntax Error: invalid syntax
Синтаксическая ошибка: неверный синтаксис

Теория. Синтаксические ошибки

Программирование — это не магия, а Python — не волшебный шар. Он не умеет предсказывать будущее, у него нет доступа к секретным знаниями, это просто автомат, это программа. Узнайте как она работает, как ищет ошибки в коде, и тогда легко найдете эффективный способ отладки. Вся необходимая теория собрана в этом разделе, дочитайте до конца.

SyntaxError — это синтаксическая ошибка. Она случается очень рано, еще до того, как Python запустит программу. Вот что делает компьютер, когда вы запускаете скрипт командой python script.py:

1. запускает программу python
2. python считывает текст из файла script.py
3. python превращает текст программы в инструкции
4. python исполняет инструкции

Синтаксическая ошибка SyntaxError возникает на четвёртом этапе в момент, когда Python разбирает текст программы на понятные ему компоненты. Сложные выражения в коде он разбирает на простейшие инструкции. Вот пример кода и инструкции для него:

person = {'name': 'Евгений'}

Инструкции:

1. создать строку 'Евгений'
2. создать словарь
3. в словарь добавить ключ 'name' со значением 'Евгений'
4. присвоить результат переменной person

SyntaxError случается когда Python не смог разбить сложный код на простые инструкции. Зная это, вы можете вручную разбить код на инструкции, чтобы затем проверить каждую из них по отдельности. Ошибка прячется в одной из инструкций.

1. Найдите поломанное выражение

Этот шаг сэкономит вам кучу сил. Найдите в программе сломанный участок кода. Его вам предстоит разобрать на отдельные инструкции. Посмотрите на вывод программы в консоль:

$ python script.py
  File "script.py", line 9
    last_name = last_name
            ^
SyntaxError: invalid syntax

Вторая строчка сообщает: File "script.py", line 9 — ошибка в файле script.py на девятой строчке. Но эта строка является частью более сложного выражения, посмотрите на него целиком:

label = 'Имя ученика: {first_name} {last_name}'.format(
    first_name = first_name
    last_name = last_name
)

«Девман» — авторская методика обучения программированию. Готовим к работе крутых программистов на Python. Станьте программистом, пройдите продвинутый курс Python.

2. Разбейте выражение на инструкции

В прошлых шагах вы узнали что сломан этот фрагмент кода:

label = 'Имя ученика: {first_name} {last_name}'.format(
    first_name = first_name
    last_name = last_name
)

Разберите его на инструкции:

1. создать строку 'Имя ученика: {first_name} {last_name}'
2. получить у строки метод format
3. вызвать функцию с двумя аргументами
4. результат присвоить переменной label

Так выделил бы инструкции программист, но вот Python сделать так не смог и сломался. Пора выяснить на какой инструкции нашла коса на камень.

Теперь ваша задача переписать код так, чтобы в каждой строке программы исполнялось не более одной инструкции из списка выше. Так вы сможете тестировать их по отдельности и облегчите себе задачу. Так выглядит отделение инструкции по созданию строки:

# 1. создать строку
template = 'Имя ученика: {first_name} {last_name}'

label = template.format(
    first_name = first_name
    last_name = last_name
)

Сразу запустите код, проверьте что ошибка осталась на прежнему месте. Приступайте ко второй инструкции:

# 1. создать строку
template = 'Имя ученика: {first_name} {last_name}'

# 2. получить у строки метод
format = template.format

label = format(
    first_name = first_name
    last_name = last_name
)

Строка format = template.format создает новую переменную format и кладёт в неё функцию. Да, да, это не ошибка! Python разрешает класть в переменные всё что угодно, в том числе и функции. Новая переменная переменная format теперь работает как обычная функция, и её можно вызвать: format(...).

Снова запустите код. Ошибка появится внутри format. Под сомнением остались две инструкции:

1. вызвать функцию с двумя аргументами
2. результат присвоить переменной label

Скорее всего, Python не распознал вызов функции. Проверьте это, избавьтесь от последней инструкции — от создания переменной label:

# 1. создать строку
template = 'Имя ученика: {first_name} {last_name}'

# 2. получить у строки метод
format = template.format

# 3. вызвать функцию
format(
    first_name = first_name
    last_name = last_name
)

Запустите код. Ошибка снова там же — внутри format. Выходит, код вызова функции написан с ошибкой, Python не смог его превратить в инструкцию.

3. Проверьте синтаксис вызова функции

Теперь вы знаете что проблема в коде, вызывающем функцию. Можно помедитировать еще немного над кодом программы, пройтись по нему зорким взглядом еще разок в надежде на лучшее. А можно поискать в сети примеры кода для сравнения.

Запросите у Яндекса статьи по фразе “Python синтаксис функции”, а в них поищите код, похожий на вызов format и сравните. Вот одна из первых статей в поисковой выдаче:

• Функции в Python

Уверен, теперь вы нашли ошибку. Победа!

Очень распространённая ошибка из-за невнимательности. Забыли закрыть скобку на предыдущей строке.

Почему показало на эту строку?

Потому что синтаксический анализатор ожидает продолжения лексемы внутри открытой скобки, но, т.к. продолжение лексемы находится на новой строке, то ошибка указывает именно на неё.
Для примера:

>>> print(1
... print(2)
  File "<stdin>", line 2
    print(2)
        ^
SyntaxError: invalid syntax

Без переноса строки:

>>> print(1 print(2)
  File "<stdin>", line 1
    print(1 print(2)
                ^
SyntaxError: invalid syntax

Просто получается конструкция вида value print(..., но, т.к. в питоне нет таких синтаксических конструкций, то мы получаем соответствующую ошибку.

В приведённой Вами строке

a = input("Введи первое число: ")

синтаксически всё правильно.

Неверный синтаксис в Python

Когда вы запускаете ваш код Python, интерпретатор сначала анализирует его, чтобы преобразовать в байтовый код Python, который он затем выполнит. Интерпретатор найдет любой недопустимый синтаксис в Python на этом первом этапе выполнения программы, также известном как этап синтаксического анализа . Если интерпретатор не может успешно проанализировать ваш код Python, это означает, что вы использовали неверный синтаксис где-то в вашем коде. Переводчик попытается показать вам, где произошла эта ошибка.

Когда вы изучаете Python в первый раз, может быть неприятно получить + SyntaxError +. Python попытается помочь вам определить, где в вашем коде указан неверный синтаксис, но предоставляемый им traceback может немного сбить с толку. Иногда код, на который он указывает, вполне подходит.

*Примечание:* Если ваш код *синтаксически* правильный, то вы можете получить другие исключения, которые не являются `+ SyntaxError +`. Чтобы узнать больше о других исключениях Python и о том, как их обрабатывать, ознакомьтесь с https://realpython.com/python-exceptions/[Python Exceptions: Введение].

Вы не можете обрабатывать неправильный синтаксис в Python, как и другие исключения. Даже если вы попытаетесь обернуть блок + try + и + кроме + вокруг кода с неверным синтаксисом, вы все равно увидите, что интерпретатор вызовет + SyntaxError +.

+ SyntaxError + Исключение и трассировка

Когда интерпретатор обнаруживает неверный синтаксис в коде Python, он вызовет исключение + SyntaxError + и предоставит трассировку с некоторой полезной информацией, которая поможет вам отладить ошибку. Вот некоторый код, который содержит недопустимый синтаксис в Python:

 1 # theofficefacts.py
 2 ages = {
 3     'pam': 24,
 4     'jim': 24
 5     'michael': 43
 6 }
 7 print(f'Michael is {ages["michael"]} years old.')

Вы можете увидеть недопустимый синтаксис в литерале словаря в строке 4. Во второй записи + 'jim' + пропущена запятая. Если вы попытаетесь запустить этот код как есть, вы получите следующую трассировку:

$ python theofficefacts.py
File "theofficefacts.py", line 5
    'michael': 43
            ^
SyntaxError: invalid syntax

Обратите внимание, что сообщение трассировки обнаруживает ошибку в строке 5, а не в строке 4. Интерпретатор Python пытается указать, где находится неправильный синтаксис. Тем не менее, он может только указать, где он впервые заметил проблему. Когда вы получите трассировку + SyntaxError + и код, на который указывает трассировка, выглядит нормально, тогда вы захотите начать движение назад по коду, пока не сможете определить, что не так.

В приведенном выше примере нет проблемы с запятой, в зависимости от того, что следует после нее. Например, нет проблемы с отсутствующей запятой после + 'michael' + в строке 5. Но как только переводчик сталкивается с чем-то, что не имеет смысла, он может лишь указать вам на первое, что он обнаружил, что он не может понять.

*Примечание:* В этом руководстве предполагается, что вы знакомы с основами *tracebacks* в Python. Чтобы узнать больше о трассировке Python и о том, как их читать, ознакомьтесь с https://realpython.com/python-traceback/[Understanding Python Traceback].

Существует несколько элементов трассировки + SyntaxError +, которые могут помочь вам определить, где в вашем коде содержится неверный синтаксис:

В приведенном выше примере имя файла было + theofficefacts.py +, номер строки был 5, а каретка указывала на закрывающую кавычку из словарного ключа + michael +. Трассировка + SyntaxError + может не указывать на реальную проблему, но она будет указывать на первое место, где интерпретатор не может понять синтаксис.

Есть два других исключения, которые вы можете увидеть в Python. Они эквивалентны + SyntaxError +, но имеют разные имена:

Оба эти исключения наследуются от класса + SyntaxError +, но это особые случаи, когда речь идет об отступе. + IndentationError + возникает, когда уровни отступа вашего кода не совпадают. + TabError + возникает, когда ваш код использует и табуляцию, и пробелы в одном файле. Вы познакомитесь с этими исключениями более подробно в следующем разделе.

Общие проблемы с синтаксисом

Когда вы впервые сталкиваетесь с + SyntaxError +, полезно знать, почему возникла проблема и что вы можете сделать, чтобы исправить неверный синтаксис в вашем коде Python. В следующих разделах вы увидите некоторые из наиболее распространенных причин, по которым может быть вызвано «+ SyntaxError +», и способы их устранения.

>>> len('hello') = 5
  File "<stdin>", line 1
SyntaxError: can't assign to function call

>>> 'foo' = 1
  File "<stdin>", line 1
SyntaxError: can't assign to literal

>>> 1 = 'foo'
  File "<stdin>", line 1
SyntaxError: can't assign to literal

*Примечание:* В приведенных выше примерах отсутствует повторяющаяся строка кода и каретка (`+ ^ +`), указывающая на проблему в трассировке. Исключение и обратная трассировка, которые вы видите, будут другими, когда вы находитесь в REPL и пытаетесь выполнить этот код из файла. Если бы этот код был в файле, то вы бы получили повторяющуюся строку кода и указали на проблему, как вы видели в других случаях в этом руководстве.

>>> len('hello') == 5
True

>>> fro i in range(10):
  File "<stdin>", line 1
    fro i in range(10):
        ^
SyntaxError: invalid syntax

>>> for i range(10):
  File "<stdin>", line 1
    for i range(10):
              ^
SyntaxError: invalid syntax

>>> names = ['pam', 'jim', 'michael']
>>> if 'jim' in names:
...     print('jim found')
...     break
...
  File "<stdin>", line 3
SyntaxError: 'break' outside loop

>>> if 'jim' in names:
...     print('jim found')
...     continue
...
  File "<stdin>", line 3
SyntaxError: 'continue' not properly in loop

>>> pass = True
  File "<stdin>", line 1
    pass = True
         ^
SyntaxError: invalid syntax

>>> def pass():
  File "<stdin>", line 1
    def pass():
           ^
SyntaxError: invalid syntax

import keyword
print(keyword.kwlist)

>>> import keyword; keyword.iskeyword('pass')
True

>>> message = 'don't'
  File "<stdin>", line 1
    message = 'don't'
                   ^
SyntaxError: invalid syntax

>>> message = "This is an unclosed string
  File "<stdin>", line 1
    message = "This is an unclosed string
                                        ^
SyntaxError: EOL while scanning string literal

 1 # theofficefacts.py
 2 ages = {
 3     'pam': 24,
 4     'jim': 24,
 5     'michael': 43
 6 }
 7 print(f'Michael is {ages["michael]} years old.')

$ python theofficefacts.py
  File "theofficefacts.py", line 7
    print(f'Michael is {ages["michael]} years old.')
         ^
SyntaxError: f-string: unterminated string

# missing.py
def foo():
    return [1, 2, 3

print(foo())

$ python missing.py
  File "missing.py", line 5
    print(foo())
        ^
SyntaxError: invalid syntax

# missing.py
def foo():
    return [1, 2, 3,

print(foo())

$ python missing.py
  File "missing.py", line 6

                ^
SyntaxError: unexpected EOF while parsing

>>> ages = {'pam'=24}
  File "<stdin>", line 1
    ages = {'pam'=24}
                 ^
SyntaxError: invalid syntax

>>> ages = dict(pam=24)
>>> ages
{'pam': 24}

 1 # indentation.py
 2 def foo():
 3     for i in range(10):
 4         print(i)
 5   print('done')
 6
 7 foo()

$ python indentation.py
  File "indentation.py", line 5
    print('done')
                ^
IndentationError: unindent does not match any outer indentation level

 1 # indentation.py
 2 def foo():
 3     for i in range(10):
 4         print(i)
 5     print('done')
 6
 7 foo()

$ tabs 4 # Sets the shell tab width to 4 spaces
$ cat -n indentation.py
     1   # indentation.py
     2   def foo():
     3       for i in range(10)
     4           print(i)
     5       print('done')
     6
     7   foo()

$ tabs 8 # Sets the shell tab width to 8 spaces (standard)
$ cat -n indentation.py
     1   # indentation.py
     2   def foo():
     3       for i in range(10)
     4           print(i)
     5           print('done')
     6
     7   foo()

$ tabs 3 # Sets the shell tab width to 3 spaces
$ cat -n indentation.py
     1   # indentation.py
     2   def foo():
     3       for i in range(10)
     4           print(i)
     5      print('done')
     6
     7   foo()

$ python indentation.py
  File "indentation.py", line 5
    print('done')
                ^
TabError: inconsistent use of tabs and spaces in indentation

>>> def fun();
  File "<stdin>", line 1
    def fun();
             ^
SyntaxError: invalid syntax

>>> def fun(a, b):
...     print(a, b)
...
>>> fun(a=1, 2)
  File "<stdin>", line 1
SyntaxError: positional argument follows keyword argument

>>> # Valid Python 2 syntax that fails in Python 3
>>> print 'hello'
  File "<stdin>", line 1
    print 'hello'
                ^
SyntaxError: Missing parentheses in call to 'print'. Did you mean print('hello')?

>>> # Any version of python before 3.6 including 2.7
>>> w ='world'
>>> print(f'hello, {w}')
  File "<stdin>", line 1
    print(f'hello, {w}')
                      ^
SyntaxError: invalid syntax

>>> [(1,2)(2,3)]
Traceback (most recent call last):
  File "<stdin>", line 1, in <module>
TypeError: 'tuple' object is not callable

>>> [(1,2)(2,3)]
<stdin>:1: SyntaxWarning: 'tuple' object is not callable; perhaps you missed a comma?
Traceback (most recent call last):
  File "<stdin>", line 1, in <module>
TypeError: 'tuple' object is not callable

Заключение

В этом руководстве вы увидели, какую информацию предоставляет обратная связь + SyntaxError +. Вы также видели много распространенных примеров неправильного синтаксиса в Python и каковы решения этих проблем. Это не только ускорит ваш рабочий процесс, но и сделает вас более полезным рецензентом кода!

Когда вы пишете код, попробуйте использовать IDE, который понимает синтаксис Python и предоставляет обратную связь. Если вы поместите многие из недопустимых примеров кода Python из этого руководства в хорошую IDE, то они должны выделить проблемные строки, прежде чем вы даже сможете выполнить свой код.

Получение + SyntaxError + во время изучения Python может быть неприятным, но теперь вы знаете, как понимать сообщения трассировки и с какими формами недопустимого синтаксиса в Python вы можете столкнуться. В следующий раз, когда вы получите + SyntaxError +, у вас будет больше возможностей быстро решить проблему!

Обработка ошибок увеличивает отказоустойчивость кода, защищая его от потенциальных сбоев, которые могут привести к преждевременному завершению работы.

Прежде чем переходить к обсуждению того, почему обработка исключений так важна, и рассматривать встроенные в Python исключения, важно понять, что есть тонкая грань между понятиями ошибки и исключения.

Ошибку нельзя обработать, а исключения Python обрабатываются при выполнении программы. Ошибка может быть синтаксической, но существует и много видов исключений, которые возникают при выполнении и не останавливают программу сразу же. Ошибка может указывать на критические проблемы, которые приложение и не должно перехватывать, а исключения — состояния, которые стоит попробовать перехватить. Ошибки — вид непроверяемых и невозвратимых ошибок, таких как OutOfMemoryError, которые не стоит пытаться обработать.

Обработка исключений делает код более отказоустойчивым и помогает предотвращать потенциальные проблемы, которые могут привести к преждевременной остановке выполнения. Представьте код, который готов к развертыванию, но все равно прекращает работу из-за исключения. Клиент такой не примет, поэтому стоит заранее обработать конкретные исключения, чтобы избежать неразберихи.

Ошибки могут быть разных видов:

• Синтаксические
• Недостаточно памяти
• Ошибки рекурсии
• Исключения

Разберем их по очереди.

Синтаксические ошибки (SyntaxError)

Синтаксические ошибки часто называют ошибками разбора. Они возникают, когда интерпретатор обнаруживает синтаксическую проблему в коде.

Рассмотрим на примере.

a = 8
b = 10
c = a b

File "", line 3
 c = a b
       ^
SyntaxError: invalid syntax

Стрелка вверху указывает на место, где интерпретатор получил ошибку при попытке исполнения. Знак перед стрелкой указывает на причину проблемы. Для устранения таких фундаментальных ошибок Python будет делать большую часть работы за программиста, выводя название файла и номер строки, где была обнаружена ошибка.

Недостаточно памяти (OutofMemoryError)

Ошибки памяти чаще всего связаны с оперативной памятью компьютера и относятся к структуре данных под названием “Куча” (heap). Если есть крупные объекты (или) ссылки на подобные, то с большой долей вероятности возникнет ошибка OutofMemory. Она может появиться по нескольким причинам:

• Использование 32-битной архитектуры Python (максимальный объем выделенной памяти невысокий, между 2 и 4 ГБ);
• Загрузка файла большого размера;
• Запуск модели машинного обучения/глубокого обучения и много другое;

Обработать ошибку памяти можно с помощью обработки исключений — резервного исключения. Оно используется, когда у интерпретатора заканчивается память и он должен немедленно остановить текущее исполнение. В редких случаях Python вызывает OutofMemoryError, позволяя скрипту каким-то образом перехватить самого себя, остановить ошибку памяти и восстановиться.

Но поскольку Python использует архитектуру управления памятью из языка C (функция malloc()), не факт, что все процессы восстановятся — в некоторых случаях MemoryError приведет к остановке. Следовательно, обрабатывать такие ошибки не рекомендуется, и это не считается хорошей практикой.

Ошибка рекурсии (RecursionError)

Эта ошибка связана со стеком и происходит при вызове функций. Как и предполагает название, ошибка рекурсии возникает, когда внутри друг друга исполняется много методов (один из которых — с бесконечной рекурсией), но это ограничено размером стека.

Все локальные переменные и методы размещаются в стеке. Для каждого вызова метода создается стековый кадр (фрейм), внутрь которого помещаются данные переменной или результат вызова метода. Когда исполнение метода завершается, его элемент удаляется.

Чтобы воспроизвести эту ошибку, определим функцию recursion, которая будет рекурсивной — вызывать сама себя в бесконечном цикле. В результате появится ошибка StackOverflow или ошибка рекурсии, потому что стековый кадр будет заполняться данными метода из каждого вызова, но они не будут освобождаться.

def recursion():
    return recursion()

recursion()

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

RecursionError                            Traceback (most recent call last)

 in 
----> 1 recursion()


 in recursion()
      1 def recursion():
----> 2     return recursion()


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


 in recursion()
      1 def recursion():
----> 2     return recursion()


RecursionError: maximum recursion depth exceeded

Ошибка отступа (IndentationError)

Эта ошибка похожа по духу на синтаксическую и является ее подвидом. Тем не менее она возникает только в случае проблем с отступами.

Пример:

for i in range(10):
    print('Привет Мир!')

  File "", line 2
    print('Привет Мир!')
        ^
IndentationError: expected an indented block

Исключения

Даже если синтаксис в инструкции или само выражение верны, они все равно могут вызывать ошибки при исполнении. Исключения Python — это ошибки, обнаруживаемые при исполнении, но не являющиеся критическими. Скоро вы узнаете, как справляться с ними в программах Python. Объект исключения создается при вызове исключения Python. Если скрипт не обрабатывает исключение явно, программа будет остановлена принудительно.

Программы обычно не обрабатывают исключения, что приводит к подобным сообщениям об ошибке:

Ошибка типа (TypeError)

a = 2
b = 'PythonRu'
a + b

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

TypeError                                 Traceback (most recent call last)

 in 
      1 a = 2
      2 b = 'PythonRu'
----> 3 a + b


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

Ошибка деления на ноль (ZeroDivisionError)

10 / 0

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

ZeroDivisionError                         Traceback (most recent call last)

 in 
----> 1 10 / 0


ZeroDivisionError: division by zero

Есть разные типы исключений в Python и их тип выводится в сообщении: вверху примеры TypeError и ZeroDivisionError. Обе строки в сообщениях об ошибке представляют собой имена встроенных исключений Python.

Оставшаяся часть строки с ошибкой предлагает подробности о причине ошибки на основе ее типа.

Теперь рассмотрим встроенные исключения Python.

Встроенные исключения

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

Прежде чем переходить к разбору встроенных исключений быстро вспомним 4 основных компонента обработки исключения, как показано на этой схеме.

• Try: он запускает блок кода, в котором ожидается ошибка.
• Except: здесь определяется тип исключения, который ожидается в блоке try (встроенный или созданный).
• Else: если исключений нет, тогда исполняется этот блок (его можно воспринимать как средство для запуска кода в том случае, если ожидается, что часть кода приведет к исключению).
• Finally: вне зависимости от того, будет ли исключение или нет, этот блок кода исполняется всегда.

В следующем разделе руководства больше узнаете об общих типах исключений и научитесь обрабатывать их с помощью инструмента обработки исключения.

Ошибка прерывания с клавиатуры (KeyboardInterrupt)

Исключение KeyboardInterrupt вызывается при попытке остановить программу с помощью сочетания Ctrl + C или Ctrl + Z в командной строке или ядре в Jupyter Notebook. Иногда это происходит неумышленно и подобная обработка поможет избежать подобных ситуаций.

В примере ниже если запустить ячейку и прервать ядро, программа вызовет исключение KeyboardInterrupt. Теперь обработаем исключение KeyboardInterrupt.

try:
    inp = input()
    print('Нажмите Ctrl+C и прервите Kernel:')
except KeyboardInterrupt:
    print('Исключение KeyboardInterrupt')
else:
    print('Исключений не произошло')

Исключение KeyboardInterrupt

Стандартные ошибки (StandardError)

Рассмотрим некоторые базовые ошибки в программировании.

Арифметические ошибки (ArithmeticError)

• Ошибка деления на ноль (Zero Division);
• Ошибка переполнения (OverFlow);
• Ошибка плавающей точки (Floating Point);

Все перечисленные выше исключения относятся к классу Arithmetic и вызываются при ошибках в арифметических операциях.

Деление на ноль (ZeroDivisionError)

Когда делитель (второй аргумент операции деления) или знаменатель равны нулю, тогда результатом будет ошибка деления на ноль.

try:  
    a = 100 / 0
    print(a)
except ZeroDivisionError:  
    print("Исключение ZeroDivisionError." )
else:  
    print("Успех, нет ошибок!")

Исключение ZeroDivisionError.

Переполнение (OverflowError)

Ошибка переполнение вызывается, когда результат операции выходил за пределы диапазона. Она характерна для целых чисел вне диапазона.

try:  
    import math
    print(math.exp(1000))
except OverflowError:  
    print("Исключение OverFlow.")
else:  
    print("Успех, нет ошибок!")

Исключение OverFlow.

Ошибка утверждения (AssertionError)

Когда инструкция утверждения не верна, вызывается ошибка утверждения.

Рассмотрим пример. Предположим, есть две переменные: a и b. Их нужно сравнить. Чтобы проверить, равны ли они, необходимо использовать ключевое слово assert, что приведет к вызову исключения Assertion в том случае, если выражение будет ложным.

try:  
    a = 100
    b = "PythonRu"
    assert a == b
except AssertionError:  
    print("Исключение AssertionError.")
else:  
    print("Успех, нет ошибок!")

Исключение AssertionError.

Ошибка атрибута (AttributeError)

При попытке сослаться на несуществующий атрибут программа вернет ошибку атрибута. В следующем примере можно увидеть, что у объекта класса Attributes нет атрибута с именем attribute.

class Attributes(obj):
    a = 2
    print(a)

try:
    obj = Attributes()
    print(obj.attribute)
except AttributeError:
    print("Исключение AttributeError.")

2
Исключение AttributeError.

Ошибка импорта (ModuleNotFoundError)

Ошибка импорта вызывается при попытке импортировать несуществующий (или неспособный загрузиться) модуль в стандартном пути или даже при допущенной ошибке в имени.

import nibabel

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

ModuleNotFoundError                       Traceback (most recent call last)

 in 
----> 1 import nibabel


ModuleNotFoundError: No module named 'nibabel'

Ошибка поиска (LookupError)

LockupError выступает базовым классом для исключений, которые происходят, когда key или index используются для связывания или последовательность списка/словаря неверна или не существует.

Здесь есть два вида исключений:

• Ошибка индекса (IndexError);
• Ошибка ключа (KeyError);

Ошибка ключа

Если ключа, к которому нужно получить доступ, не оказывается в словаре, вызывается исключение KeyError.

try:  
    a = {1:'a', 2:'b', 3:'c'}  
    print(a[4])  
except LookupError:  
    print("Исключение KeyError.")
else:  
    print("Успех, нет ошибок!")

Исключение KeyError.

Ошибка индекса

Если пытаться получить доступ к индексу (последовательности) списка, которого не существует в этом списке или находится вне его диапазона, будет вызвана ошибка индекса (IndexError: list index out of range python).

try:
    a = ['a', 'b', 'c']  
    print(a[4])  
except LookupError:  
    print("Исключение IndexError, индекс списка вне диапазона.")
else:  
    print("Успех, нет ошибок!")

Исключение IndexError, индекс списка вне диапазона.

Ошибка памяти (MemoryError)

Как уже упоминалось, ошибка памяти вызывается, когда операции не хватает памяти для выполнения.

Ошибка имени (NameError)

Ошибка имени возникает, когда локальное или глобальное имя не находится.

В следующем примере переменная ans не определена. Результатом будет ошибка NameError.

try:
    print(ans)
except NameError:  
    print("NameError: переменная 'ans' не определена")
else:  
    print("Успех, нет ошибок!")

NameError: переменная 'ans' не определена

Ошибка выполнения (Runtime Error)

Ошибка «NotImplementedError»
Ошибка выполнения служит базовым классом для ошибки NotImplemented. Абстрактные методы определенного пользователем класса вызывают это исключение, когда производные методы перезаписывают оригинальный.

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()

SubClass что-то делает!



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

NotImplementedError                       Traceback (most recent call last)

 in 
     14
     15 SubClass().do_something()
---> 16 BaseClass().do_something()


 in do_something(self)
      5     def do_something(self):
      6         # функция ничего не делает
----> 7         raise NotImplementedError(self.__class__.__name__ + '.do_something')
      8
      9 class SubClass(BaseClass):


NotImplementedError: BaseClass.do_something

Ошибка типа (TypeError)

Ошибка типа вызывается при попытке объединить два несовместимых операнда или объекта.

В примере ниже целое число пытаются добавить к строке, что приводит к ошибке типа.

try:
    a = 5
    b = "PythonRu"
    c = a + b
except TypeError:
    print('Исключение TypeError')
else:
    print('Успех, нет ошибок!')

Исключение TypeError

Ошибка значения (ValueError)

Ошибка значения вызывается, когда встроенная операция или функция получают аргумент с корректным типом, но недопустимым значением.

В этом примере встроенная операция float получат аргумент, представляющий собой последовательность символов (значение), что является недопустимым значением для типа: число с плавающей точкой.

try:
    print(float('PythonRu'))
except ValueError:
    print('ValueError: не удалось преобразовать строку в float: 'PythonRu'')
else:
    print('Успех, нет ошибок!')

ValueError: не удалось преобразовать строку в float: 'PythonRu'

Пользовательские исключения в Python

В Python есть много встроенных исключений для использования в программе. Но иногда нужно создавать собственные со своими сообщениями для конкретных целей.

Это можно сделать, создав новый класс, который будет наследовать из класса Exception в Python.

class UnAcceptedValueError(Exception):   
    def __init__(self, data):    
        self.data = data
    def __str__(self):
        return repr(self.data)

Total_Marks = int(input("Введите общее количество баллов: "))
try:
    Num_of_Sections = int(input("Введите количество разделов: "))
    if(Num_of_Sections < 1):
        raise UnAcceptedValueError("Количество секций не может быть меньше 1")
except UnAcceptedValueError as e:
    print("Полученная ошибка:", e.data)

Введите общее количество баллов: 10
Введите количество разделов: 0
Полученная ошибка: Количество секций не может быть меньше 1

В предыдущем примере если ввести что-либо меньше 1, будет вызвано исключение. Многие стандартные исключения имеют собственные исключения, которые вызываются при возникновении проблем в работе их функций.

Недостатки обработки исключений в Python

У использования исключений есть свои побочные эффекты, как, например, то, что программы с блоками try-except работают медленнее, а количество кода возрастает.

Дальше пример, где модуль Python timeit используется для проверки времени исполнения 2 разных инструкций. В stmt1 для обработки ZeroDivisionError используется try-except, а в stmt2 — if. Затем они выполняются 10000 раз с переменной a=0. Суть в том, чтобы показать разницу во времени исполнения инструкций. Так, stmt1 с обработкой исключений занимает больше времени чем stmt2, который просто проверяет значение и не делает ничего, если условие не выполнено.

Поэтому стоит ограничить использование обработки исключений в Python и применять его в редких случаях. Например, когда вы не уверены, что будет вводом: целое или число с плавающей точкой, или не уверены, существует ли файл, который нужно открыть.

import timeit
setup="a=0"
stmt1 = '''
try:
    b=10/a
except ZeroDivisionError:
    pass'''

stmt2 = '''
if a!=0:
    b=10/a'''

print("time=",timeit.timeit(stmt1,setup,number=10000))
print("time=",timeit.timeit(stmt2,setup,number=10000))

time= 0.003897680000136461
time= 0.0002797570000439009

Выводы!

Как вы могли увидеть, обработка исключений помогает прервать типичный поток программы с помощью специального механизма, который делает код более отказоустойчивым.

Обработка исключений — один из основных факторов, который делает код готовым к развертыванию. Это простая концепция, построенная всего на 4 блоках: try выискивает исключения, а except их обрабатывает.

Очень важно поупражняться в их использовании, чтобы сделать свой код более отказоустойчивым.