Wyjątki

Są to błędy, które występują podczas wykonywania programu i mogą powodować jego nagłe zakończenie, jeśli nie są odpowiednio obsłużone.

Zarządzanie wyjątkami, czyli kontrola nad tym, jak program zachowuje się w sytuacji, gdzy wystąpi błąd, obejmuje wykorzystanie słów kluczowych try, except, else i finally oraz ręczne wywoływanie wyjątków za pomocą raise.

Podstawowa obsługa wyjątków

Podstawowy blok obsługi wyjątków składa się z try i except.

W bloku try umieszczamy kod, który może wywołać wyjątek,
a blok except przechwytuje ten wyjątek i wykonuje odpowiednie działania.

try:
    liczba = int(input("Podaj liczbę: "))
    wynik = 10 / liczba
    print(f"Wynik: {wynik}")
except ZeroDivisionError:
    print("Nie można dzielić przez zero!")
except ValueError:
    print("To nie jest poprawna liczba!")

Dodatkowo, jeśli chcemy mieć możliwość dostępu do treści błędu, można stosować następujący zapis:

try:
    liczba = int(input("Podaj liczbę: "))
    wynik = 10 / liczba
    print(f"Wynik: {wynik}")
except Exception as e:
    print(f"Wystąpił błąd: {e}")

Dodatkowe bloki `else` i `finally`

Kod w bloku else wykona się tylko wtedy, gdy żaden wyjątek nie został wywołany w bloku try.
Blok finally wykona się zawsze, niezależnie od tego, czy wyjątek wystąpił, czy nie. Zazwyczaj używany jest do zamykania zasobów lub wykonania czynności końcowych.

try:
    liczba = int(input("Podaj liczbę: "))
    wynik = 10 / liczba
except ZeroDivisionError:
    print("Nie można dzielić przez zero!")
except ValueError:
    print("To nie jest poprawna liczba!")
else:
    print(f"Wynik: {wynik}")
finally:
    print("To był przykład obsługi wyjątków.")

Ręczne wywoływanie wyjątków - `raise`

def sprawdz_wiek(wiek):
    if wiek < 18:
        raise ValueError("Wiek musi być co najmniej 18 lat.")
    return "Dostęp dozwolony"

try:
    print(sprawdz_wiek(15))
except ValueError as e:
    print(f"Błąd: {e}")

Większość wyjątków to klasy wbudowane, które są dostępne bezpośrednio w standardowej bibliotece. Można je znaleźć w dokumentacji.

Najczęściej wykorzystywane wyjątki

Te najczęściej wykorzystywane to np.:

ValueError - gdy argument ma poprawny typ, ale niepoprawną wartość.
TypeError - gdy argument jest niepoprawnego typu.
IndexError- gdy indeks jest poza zakresem listy, krotki itp.
KeyError - gdy klucz nie istnieje w słowniku.
AttributeError - gdy obiekt nie ma określonego atrybutu.
FileNotFoundError - gdy określony plik nie istnieje.
ZeroDivisionError - gdy występuje próba dzielenia przez zero.
PermissionError - gdy brak jest uprawnień do wykonania operacji, np. przy otwieraniu pliku.
RuntimeError - wyjątek ogólny, stosowany w nietypowych sytuacjach, gdy żaden inny wyjątek nie jest odpowiedni.
NotImplementedError - gdy metoda jest zamierzona do implementacji w przyszłości (używany np. w metodach abstrakcyjnych).
OverflowError - gdy wynik operacji matematycznej jest zbyt duży do przetworzenia.
ImportError - gdy nie uda się zaimportować modułu lub elementu z modułu.
AssertionError - gdy assert sprawdzenie kończy się niepowodzeniem.

Tworzenie własnych wyjątków

Zbudowane są na bazie klas, co pozwala na tworzenie własnych, spersonalizowanych wyjątków poprzez dziedziczenie (najczęściej po klasie Exception).

Dzięki temu można definiować specyficzne błędy, które są bardziej dopasowane do konkretnego kontekstu aplikacji. Tworzenie własnych wyjątków pomaga również w precyzyjniejszym zarządzaniu błędami i zapewnia bardziej czytelny kod.

Aby stworzyć własny wyjątek, definiujemy nową klasę, która dziedziczy po Exception lub jednej z jej klas pochodnych. Możemy także dodać do tej klasy specjalne atrybuty czy metody, które będą specyficzne dla naszego błędu.

Prosty przykład

class BrakSrodkowError(Exception):
    """Wyjątek sygnalizujący brak wystarczających środków na koncie."""
    pass

class KontoBankowe:
    def __init__(self, saldo=0):
        self.saldo = saldo

    def wyplac(self, kwota):
        if kwota > self.saldo:
            raise BrakSrodkowError(f"Brak wystarczających środków: saldo {self.saldo} zł, potrzebne {kwota} zł")
        self.saldo -= kwota
        print(f"Wypłacono {kwota}. Aktualne saldo: {self.saldo}")

# Przykład użycia
konto = KontoBankowe(100)

try:
    konto.wyplac(150)
except BrakSrodkowError as e:
    print(f"Błąd: {e}")

Bardziej skomplikowany przykład

class BladZakresu(Exception):
    def __init__(self, wartosc, zakres_min, zakres_max):
        super().__init__(f"Wartość {wartosc} jest poza dozwolonym zakresem ({zakres_min} - {zakres_max}).")
        self.wartosc = wartosc
        self.zakres_min = zakres_min
        self.zakres_max = zakres_max

def sprawdz_zakres(wartosc):
    if not (0 <= wartosc <= 100):
        raise BladZakresu(wartosc, 0, 100)

try:
    sprawdz_zakres(150)
except BladZakresu as e:
    print(f"Błąd: {e}")
    print(f"Szczegóły: Wartość = {e.wartosc}, Zakres = ({e.zakres_min} - {e.zakres_max})")

Hierarchia wyjątków

Tworzenie własnych wyjątków daje również możliwość tworzenia hierarchii wyjątków. Można stworzyć ogólną klasę wyjątku, po której dziedziczą bardziej szczegółowe klasy wyjątków, co pozwala na precyzyjniejsze zarządzanie błędami.

class BladAplikacji(Exception):
    pass

class BladPolaczenia(BladAplikacji):
    pass

class BladAutoryzacji(BladAplikacji):
    pass

try:
    raise BladPolaczenia("Błąd podczas łączenia z serwerem.")
except BladAplikacji as e:
    print(f"Błąd aplikacji: {e}")

BladAplikacji jest ogólnym wyjątkiem aplikacji, a BladPolaczenia i BladAutoryzacji dziedziczą po nim.

Blok except BladAplikacji przechwytuje każdy wyjątek pochodny od BladAplikacji, co daje elastyczność w obsłudze błędów.

Zapis except Exception as e

To samo dzieje się w podstawowym zapisie except Exception as e:, który przechwytuje wszystkie wyjątki. Tłumaczy to dlaczego wszystkie nasze wyjątki powinny dziedziczyć po klasie Exception.

Zadania

Napisz program w Pythonie (w tym wypadku może to być po prostu jeden plik), który:
- Będzie przechowywał informacje o dostępnych miejscach na sali kinowej (może to być np. słownik czy macierz),
- Umożliwi rezerwację konkretnego miejsca (np. A2), a także anulowanie rezerwacji,
- Logika rezerwacji:
  - Jeśli na seans nie ma już miejsc, zgłoś wyjątek,
  - Jeśli użytkownik próbuje zarezerwować miejsce, które już jest zarezerwowane, zgłoś wyjątek,
  - Jeśli ten sam użytkownik (zachowaj informacje o użytkowniku, czyli np. imię i nazwisko) próbuje ponownie zarezerwować miejsce (zakładamy, że jeden użytkownik może zarezerwować tylko 1 miejsce), zgłoś wyjątek,
  - W przeciwnym razie zarezerwuj miejsce.
- Logika anulacji:
  - Jeśli zgadza się number miejsca oraz użytkownik, anuluj rezerwację,
  - W każdym innym przypadku, zgłoś wyjątek.

Uwaga

W zadaniu użyj zarówno obsługi wyjatków jak i własnoręcznie zdefiniowanych wyjątków.