Иерархия
исключений

Категория

Обработка ошибок

Уровень

Средний

Связанные темы

Наследование, типы ошибок, отладка

Зачем это знать

Выбирать правильную широту перехвата

§1Проблема количества

Обработка исключений кажется хаотичной, и на то есть причины. Только встроенных исключений больше шестидесяти. Заранее определить, какие из них возможны в конкретном месте, обычно нельзя: типы исключений не указываются в сигнатуре функции, и никакой инструмент не проверит, что вы обработали всё нужное.

Выход не в том, чтобы выучить список, а в том, чтобы понять его устройство. Исключения — это классы, связанные наследованием, и перехват родителя ловит всех его потомков. Значит, вместо десятка конкретных типов часто достаточно одной категории.

§2Родитель ловит потомков

Задача: достать элемент из контейнера, который может оказаться и списком, и словарём. Ошибки будут разные — IndexError или KeyError.

try:
    item = items[index]
except IndexError:
    # выдаётся, если items — последовательность
    ...
except KeyError:
    # выдаётся, если items — отображение
    ...

Оба типа наследуют от общего родителя, поэтому запись сокращается вдвое.

try:
    item = items[index]
except LookupError:
    ...

LookupError — категория «ошибка выборки из контейнера». Она достаточно широка, чтобы покрыть оба случая, и достаточно узка, чтобы не поймать что-то постороннее.

§3Пример: LookupError

values = [1, 2]
mapping = {"a": 1}

for get in (lambda: values[10], lambda: mapping["z"]):
    try:
        get()
    except LookupError as e:
        print(type(e).__name__, "-", e)

IndexError - list index out of range
KeyError - 'z'

Запись type(e).__name__ показывает настоящий тип пойманного исключения — родитель ловит, но не подменяет.

§4Общее дерево

Восемь узлов сверху — это почти всё, что нужно помнить. Остальные сотни исключений висят на них листьями.

§5BaseException и Exception

Корень дерева — BaseException. От него наследует всё, но напрямую — только три особых исключения, которые управляют ходом программы, а не сообщают об ошибке.

Отсюда практическое правило: ловят Exception, а не BaseException. Все ошибки, относящиеся к работе программы, наследуют от Exception.

§6Почему не except BaseException

Разница на первый взгляд формальная, но последствия ощутимые.

print(issubclass(KeyboardInterrupt, Exception))
print(issubclass(KeyboardInterrupt, BaseException))

False
True

Если написать except BaseException в длинном цикле, программа перестанет реагировать на Ctrl+C: нажатие превратится в перехваченное исключение, и цикл продолжит работу. То же с SystemExit — программа не сможет завершиться. Именно поэтому голый except: из главы 8.1 плох: он равнозначен except BaseException.

§7ArithmeticError

Категория математических ошибок: ZeroDivisionError, OverflowError, FloatingPointError.

try:
    1 / 0
except ArithmeticError as e:
    print(type(e).__name__)

ZeroDivisionError

§8LookupError

Категория ошибок выборки из контейнера — та самая из §2. Потомков всего два, зато встречаются они постоянно.

Категория намеренно узкая: она не включает ошибки, не связанные с выборкой значений. Это и делает её удобной — перехват не поймает лишнего.

§9OSError

Самая широкая из категорий: всё, что приходит от операционной системы, — файлы, сетевые подключения, права доступа, каналы, тайм-ауты.

try:
    open("нет-такого.txt")
except OSError as e:
    print(type(e).__name__)
    print(e.errno, e.filename)

FileNotFoundError
2 нет-такого.txt

Это то самое исключение, о котором говорилось в главе 8.2: его args содержат не только текст. Атрибуты errno и filename позволяют разобраться, что именно не получилось. Работа с файлами начинается со следующей главы, и OSError там будет постоянным спутником. Старое имя EnvironmentError — синоним OSError.

§10ValueError и UnicodeError

ValueError означает «тип аргумента верный, но само значение недопустимо» — с ним встречались, начиная с главы 1.5.

print(issubclass(UnicodeError, ValueError))
print(issubclass(UnicodeDecodeError, UnicodeError))

True
True

UnicodeError объединяет ошибки кодирования и декодирования из главы 5.4 — включая UnicodeDecodeError, который возникал при чтении байтов не той кодировкой. То, что он наследует от ValueError, логично: байты имеют верный тип, но недопустимы для выбранной кодировки.

§11Одиночные исключения

Часть распространённых исключений наследует прямо от Exception и в крупные группы не входит.

Почти все они встречались в предыдущих модулях: AttributeError — при вызове append() у кортежа, NameError — при обращении к переменной включения из главы 4.10.

§12Исключения потока выполнения

Три исключения используются не для ошибок, а для управления ходом программы.

SystemExit принимает код завершения или строку: строка выводится в поток ошибок, и программа завершается с кодом 1. KeyboardInterrupt необычно тем, что возникает асинхронно — почти в любой момент и на любой строке. StopIteration — часть протокола итераций из главы 7.1; обратите внимание, что он единственный из трёх наследует от Exception, потому что возникает в обычном ходе работы.

§13Как узнать предков

Запоминать дерево целиком не нужно — его можно спросить у самого Python.

cls = FileNotFoundError
chain = []

while cls is not object:
    chain.append(cls.__name__)
    cls = cls.__bases__[0]

print(" ← ".join(chain))

FileNotFoundError ← OSError ← Exception ← BaseException

Проверить конкретную связь ещё проще: issubclass(FileNotFoundError, OSError) вернёт True. Это тот же инструмент, что isinstance() из главы 6.11, но для классов.

§14Выбор широты перехвата

Иерархия даёт свободу: одну и ту же ошибку можно поймать на любом уровне. Выбор зависит от того, что обработчик собирается делать.

Принцип: ловить настолько узко, насколько позволяет обработчик. Если реакция — «попробовать другой путь к файлу», нужен конкретный тип. Если «записать в журнал и продолжить» — годится Exception.

§15Частые ошибки

§16Проверьте себя

§17Шпаргалка

Итог главы

Исключения образуют дерево наследования, и перехват родителя ловит всех потомков — поэтому вместо десятков имён достаточно помнить несколько узлов: ArithmeticError, LookupError, OSError, ValueError. Корень BaseException включает SystemExit и KeyboardInterrupt, которые ошибками не являются, — поэтому общий перехват пишут как except Exception, а голый except: не используют вовсе. Широту перехвата выбирают по тому, что обработчик реально способен сделать.