8. Błędy i wyjątki
******************

Do tej pory wiadomości o błędach były tylko wspomniane, ale jeśli
próbowałaś(-łeś) przykładów to pewnie udało ci się na nie natknąć.
Występują (przynajmniej) dwa charakterystyczne typy błędów: *błędy
składni* (syntax errors) oraz *wyjątki* (exceptions).


8.1. Błędy składni
==================

Błędy składni, znane również jako błędy parsowania, są prawdopodobnie
najczęstszym rodzajem skarg, które pojawiają się podczas nauki
Pythona:

   >>> while True print('Hello world')
     File "<stdin>", line 1
       while True print('Hello world')
                      ^
   SyntaxError: invalid syntax

Parser powtarza błędną linię i wyświetla małą „strzałkę” wskazującą
najwcześniejszy punkt linii, w którym wykryto błąd. Błąd jest
spowodowany (lub przynajmniej wykryty) przez token *poprzedzający*
strzałkę: w przykładzie błąd jest wykryty w funkcji "print()",
ponieważ brakuje przed nim dwukropka ("':'").  Nazwa pliku i numer
linii są drukowane, abyś wiedział(a), gdzie szukać, w przypadku, gdy
dane wejściowe pochodzą ze skryptu.


8.2. Wyjątki
============

Nawet jeśli instrukcja lub wyrażenie jest poprawne składniowo, może
ona wywołać błąd podczas próby jej wykonania. Błędy zauważone podczas
wykonania programu są nazywane *wyjątkami* (exceptions) i nie zawsze
są niedopuszczalne: już niedługo nauczysz w jaki sposób je obsługiwać.
Większość wyjątków nie jest jednak obsługiwana przez program przez co
wyświetlane są informacje o błędzie jak pokazano poniżej:

   >>> 10 * (1/0)
   Traceback (most recent call last):
     File "<stdin>", line 1, in <module>
   ZeroDivisionError: division by zero
   >>> 4 + spam*3
   Traceback (most recent call last):
     File "<stdin>", line 1, in <module>
   NameError: name 'spam' is not defined
   >>> '2' + 2
   Traceback (most recent call last):
     File "<stdin>", line 1, in <module>
   TypeError: can only concatenate str (not "int") to str

Ostatni wiersz komunikatu o błędzie wskazuje, co się stało. Wyjątki
występują w różnych typach, a typ jest drukowany jako część
komunikatu: typy w przykładzie to "ZeroDivisionError", "NameError" i
"TypeError". Ciąg wydrukowany jako typ wyjątku jest nazwą wbudowanego
wyjątku, który wystąpił.  Jest to prawdą dla wszystkich wbudowanych
wyjątków, ale nie musi być prawdą dla wyjątków zdefiniowanych przez
użytkownika (choć jest to przydatna konwencja). Standardowe nazwy
wyjątków są wbudowanymi identyfikatorami (nie zarezerwowanymi słowami
kluczowymi).

Pozostała część linii dostarcza szczegółów na temat typu wyjątku oraz
informacji, co go spowodowało.

Wcześniejsza część komunikatu o błędzie pokazuje kontekst, w którym
wystąpił wyjątek, w postaci śladu stosu. Ogólnie rzecz biorąc, zawiera
on ślad stosu z listą linii źródłowych; jednak nie wyświetli linii
odczytanych ze standardowego wejścia.

Built-in Exceptions wymienia wbudowane wyjątki i ich znaczenie.


8.3. Obsługa wyjątków
=====================

Możliwe jest pisanie programów, które obsługują wybrane wyjątki.
Spójrzmy na poniższy przykład, który prosi użytkownika o wprowadzenie
danych, dopóki nie zostanie wprowadzona poprawna liczba całkowita, ale
pozwala użytkownikowi na przerwanie programu (przy użyciu "Control-C"
lub czegokolwiek innego obsługiwanego przez system operacyjny);
zauważ, że przerwanie wygenerowane przez użytkownika jest
sygnalizowane przez podniesienie wyjątku "KeyboardInterrupt".

   >>> while True:
   ...     try:
   ...         x = int(input("Please enter a number: "))
   ...         break
   ...     except ValueError:
   ...         print("Oops!  That was no valid number.  Try again...")
   ...

Instrukcja "try" działa następująco.

* W pierwszej kolejności wykonywane są instrukcje pod klauzulą *try* -
  pomiędzy słowami kluczowymi "try" i "except".

* Jeżeli nie wystąpi żaden wyjątek, klauzula *except* jest pomijana i
  zostaje zakończone wykonywanie instrukcji "try".

* Jeśli wyjątek wystąpi podczas wykonywania klauzuli "try", reszta
  klauzuli jest pomijana. Następnie, jeśli jego typ pasuje do wyjątku
  nazwanego po słowie kluczowym "except", wykonywana jest *klauzula
  except*, a następnie wykonanie jest kontynuowane po bloku
  try/except.

* Jeśli wystąpi wyjątek, który nie pasuje do wyjątku nazwanego w
  *klauzuli except*, jest on przekazywany do zewnętrznych instrukcji
  "try"; jeśli nie zostanie znaleziona obsługa, jest to *nieobsłużony
  wyjątek* i wykonanie zatrzymuje się z komunikatem, jak pokazano
  powyżej.

Instrukcja "try" może mieć więcej niż jedną *klauzulę except*, aby
określić programy obsługi dla różnych wyjątków.  Wykonany zostanie co
najwyżej jeden handler. Obsługiwane są tylko wyjątki, które występują
w odpowiadających im *klauzulach try*, a nie w kodzie obsługi tej
samej instrukcji "try". *Klauzula except* może określać wiele wyjątków
krotką w nawiasach, na przykład:

   ... except (RuntimeError, TypeError, NameError):
   ...     pass

A class in an "except" clause is compatible with an exception if it is
the same class or a base class thereof (but not the other way around
--- an *except clause* listing a derived class is not compatible with
a base class). For example, the following code will print B, C, D in
that order:

   class B(Exception):
       pass

   class C(B):
       pass

   class D(C):
       pass

   for cls in [B, C, D]:
       try:
           raise cls()
       except D:
           print("D")
       except C:
           print("C")
       except B:
           print("B")

Zauważ, że jeśli *klauzule except* byłyby odwrócone (z "except B" na
pierwszym miejscu), wypisane zostałoby B, B, B --- uruchamiana jest
pierwsza pasująca *klauzula except*.

All exceptions inherit from "BaseException", and so it can be used to
serve as a wildcard. Use this with extreme caution, since it is easy
to mask a real programming error in this way!  It can also be used to
print an error message and then re-raise the exception (allowing a
caller to handle the exception as well):

   import sys

   try:
       f = open('myfile.txt')
       s = f.readline()
       i = int(s.strip())
   except OSError as err:
       print("OS error: {0}".format(err))
   except ValueError:
       print("Could not convert data to an integer.")
   except BaseException as err:
       print(f"Unexpected {err=}, {type(err)=}")
       raise

Alternatively the last except clause may omit the exception name(s),
however the exception value must then be retrieved from
"sys.exc_info()[1]".

Instrukcja "try" … "except" posiada opcjonalną *klauzulę else*, która,
gdy jest obecna, musi następować po wszystkich *klauzulach except*.
Jest to przydatne w przypadku kodu, który musi zostać wykonany, jeśli
*klauzula try* nie rzuci wyjątku. Na przykład:

   for arg in sys.argv[1:]:
       try:
           f = open(arg, 'r')
       except OSError:
           print('cannot open', arg)
       else:
           print(arg, 'has', len(f.readlines()), 'lines')
           f.close()

Użycie klauzuli "else" jest lepsze niż dodanie dodatkowego kodu do
klauzuli "try", ponieważ pozwala uniknąć przypadkowego wychwycenia
wyjątku, który nie został rzucony przez kod chroniony instrukcją
"try"… "except".

When an exception occurs, it may have an associated value, also known
as the exception's *argument*. The presence and type of the argument
depend on the exception type.

The *except clause* may specify a variable after the exception name.
The variable is bound to an exception instance with the arguments
stored in "instance.args".  For convenience, the exception instance
defines "__str__()" so the arguments can be printed directly without
having to reference ".args".  One may also instantiate an exception
first before raising it and add any attributes to it as desired.

   >>> try:
   ...     raise Exception('spam', 'eggs')
   ... except Exception as inst:
   ...     print(type(inst))    # the exception instance
   ...     print(inst.args)     # arguments stored in .args
   ...     print(inst)          # __str__ allows args to be printed directly,
   ...                          # but may be overridden in exception subclasses
   ...     x, y = inst.args     # unpack args
   ...     print('x =', x)
   ...     print('y =', y)
   ...
   <class 'Exception'>
   ('spam', 'eggs')
   ('spam', 'eggs')
   x = spam
   y = eggs

If an exception has arguments, they are printed as the last part
('detail') of the message for unhandled exceptions.

Exception handlers don't just handle exceptions if they occur
immediately in the *try clause*, but also if they occur inside
functions that are called (even indirectly) in the *try clause*. For
example:

   >>> def this_fails():
   ...     x = 1/0
   ...
   >>> try:
   ...     this_fails()
   ... except ZeroDivisionError as err:
   ...     print('Handling run-time error:', err)
   ...
   Handling run-time error: division by zero


8.4. Rzucanie wyjątków
======================

Instrukcja "raise" pozwala programiście wymusić wystąpienie żądanego
wyjątku. Na przykład:

   >>> raise NameError('HiThere')
   Traceback (most recent call last):
     File "<stdin>", line 1, in <module>
   NameError: HiThere

The sole argument to "raise" indicates the exception to be raised.
This must be either an exception instance or an exception class (a
class that derives from "Exception").  If an exception class is
passed, it will be implicitly instantiated by calling its constructor
with no arguments:

   raise ValueError  # shorthand for 'raise ValueError()'

Jeśli chcesz rozpoznać, czy wyjątek został rzucony, ale nie zamierzasz
go obsługiwać, prostsza forma instrukcji "raise" pozwala na ponowne
rzucenie wyjątku:

   >>> try:
   ...     raise NameError('HiThere')
   ... except NameError:
   ...     print('An exception flew by!')
   ...     raise
   ...
   An exception flew by!
   Traceback (most recent call last):
     File "<stdin>", line 2, in <module>
   NameError: HiThere


8.5. Łańcuch wyjątków
=====================

Jeśli nieobsłużony wyjątek wystąpi wewnątrz sekcji "except", zostanie
do niego dołączony obsługiwany wyjątek i uwzględniony w komunikacie o
błędzie:

   >>> try:
   ...     open("database.sqlite")
   ... except OSError:
   ...     raise RuntimeError("unable to handle error")
   ...
   Traceback (most recent call last):
     File "<stdin>", line 2, in <module>
   FileNotFoundError: [Errno 2] No such file or directory: 'database.sqlite'

   During handling of the above exception, another exception occurred:

   Traceback (most recent call last):
     File "<stdin>", line 4, in <module>
   RuntimeError: unable to handle error

Aby wskazać, że wyjątek jest bezpośrednią konsekwencją innego,
instrukcja "raise" dopuszcza opcjonalną klauzulę "from":

   # exc must be exception instance or None.
   raise RuntimeError from exc

Może to być przydatne podczas przekształcania wyjątków. Na przykład:

   >>> def func():
   ...     raise ConnectionError
   ...
   >>> try:
   ...     func()
   ... except ConnectionError as exc:
   ...     raise RuntimeError('Failed to open database') from exc
   ...
   Traceback (most recent call last):
     File "<stdin>", line 2, in <module>
     File "<stdin>", line 2, in func
   ConnectionError

   The above exception was the direct cause of the following exception:

   Traceback (most recent call last):
     File "<stdin>", line 4, in <module>
   RuntimeError: Failed to open database

Umożliwia również wyłączenie automatycznego łączenia wyjątków przy
użyciu idiomu "from None":

   >>> try:
   ...     open('database.sqlite')
   ... except OSError:
   ...     raise RuntimeError from None
   ...
   Traceback (most recent call last):
     File "<stdin>", line 4, in <module>
   RuntimeError

Więcej informacji na temat mechaniki łączenia w łańcuchy można znaleźć
w rozdziale Built-in Exceptions.


8.6. Wyjątki zdefiniowane przez użytkownika
===========================================

Programy mogą nazywać własne wyjątki, tworząc nową klasę wyjątków
(więcej informacji na temat klas Python można znaleźć w rozdziale
Klasy). Wyjątki powinny zazwyczaj dziedziczyć z klasy "Exception",
bezpośrednio lub pośrednio.

Można zdefiniować klasy wyjątków, które robią wszystko, co może zrobić
każda inna klasa, ale zwykle są one proste, często oferując tylko
kilka atrybutów, które pozwalają na wyodrębnienie informacji o błędzie
przez kod obsługi wyjątku.

Większość wyjątków ma nazwy kończące się na „Error”, podobnie jak w
przypadku standardowych wyjątków.

Many standard modules define their own exceptions to report errors
that may occur in functions they define.  More information on classes
is presented in chapter Klasy.


8.7. Definiowanie działań porządkujących
========================================

Instrukcja "try" ma inną opcjonalną klauzulę, która jest przeznaczona
do definiowania działań porządkujących, które muszą być wykonane w
każdych okolicznościach. Na przykład:

   >>> try:
   ...     raise KeyboardInterrupt
   ... finally:
   ...     print('Goodbye, world!')
   ...
   Goodbye, world!
   Traceback (most recent call last):
     File "<stdin>", line 2, in <module>
   KeyboardInterrupt

Jeśli klauzula "finally" jest obecna, klauzula "finally" wykona się
jako ostatnie zadanie przed zakończeniem instrukcji "try". Klauzula
"finally" uruchomi się niezależnie od tego, czy instrukcja "try"
spowoduje wyjątek. Poniższe punkty omawiają bardziej złożone przypadki
wystąpienia wyjątku:

* Jeśli podczas wykonywania klauzuli "try" wystąpi wyjątek, może on
  zostać obsłużony przez klauzulę "except". Jeśli wyjątek nie zostanie
  obsłużony przez klauzulę "except", zostanie on ponownie rzucony po
  wykonaniu klauzuli "finally".

* Wyjątek może wystąpić podczas wykonywania klauzul "except" lub
  "else". Ponownie, wyjątek jest ponownie rzucany po wykonaniu
  klauzuli "finally".

* Jeśli klauzula "finally" wykonuje instrukcje "break", "continue" lub
  "return", wyjątki nie są ponownie rzucane.

* Jeśli instrukcja "try" osiągnie instrukcję "break", "continue" lub
  "return", klauzula "finally" wykona się tuż przed wykonaniem
  instrukcji "break", "continue" lub "return".

* Jeśli klauzula "finally" zawiera instrukcję "return", zwróconą
  wartością będzie ta z instrukcji "return" klauzuli "finally", a nie
  wartość z instrukcji "return" klauzuli "try".

Dla przykładu:

   >>> def bool_return():
   ...     try:
   ...         return True
   ...     finally:
   ...         return False
   ...
   >>> bool_return()
   False

Bardziej skomplikowany przykład:

   >>> def divide(x, y):
   ...     try:
   ...         result = x / y
   ...     except ZeroDivisionError:
   ...         print("division by zero!")
   ...     else:
   ...         print("result is", result)
   ...     finally:
   ...         print("executing finally clause")
   ...
   >>> divide(2, 1)
   result is 2.0
   executing finally clause
   >>> divide(2, 0)
   division by zero!
   executing finally clause
   >>> divide("2", "1")
   executing finally clause
   Traceback (most recent call last):
     File "<stdin>", line 1, in <module>
     File "<stdin>", line 3, in divide
   TypeError: unsupported operand type(s) for /: 'str' and 'str'

Jak widać, klauzula "finally" jest wykonywana w każdym przypadku.
"TypeError" rzucony przez dzielenie dwóch ciągów znaków nie jest
obsłużony przez klauzulę "except" i dlatego jest ponownie rzucony po
wykonaniu klauzuli "finally".

W prawdziwych aplikacjach, klauzula "finally" jest przydatna do
zwalniania zewnętrznych zasobów (takich jak pliki lub połączenia
sieciowe), niezależnie od tego, czy użycie zasobu zakończyło się
powodzeniem.


8.8. Predefiniowane akcje porządkujące
======================================

Niektóre obiekty definiują standardowe akcje porządkujące, które mają
zostać podjęte, gdy obiekt nie jest już potrzebny, niezależnie od
tego, czy operacja przy użyciu obiektu powiodła się, czy nie. Spójrz
na poniższy przykład, który próbuje otworzyć plik i wydrukować jego
zawartość na ekranie:

   for line in open("myfile.txt"):
       print(line, end="")

Problem z tym kodem polega na tym, że pozostawia on plik otwarty przez
nieokreślony czas po zakończeniu wykonywania tej części kodu. Nie jest
to problemem w prostych skryptach, ale może być problemem dla
większych aplikacjach. Instrukcja "with" pozwala na używanie obiektów
takich jak pliki w sposób, który zapewnia, że są one zawsze czyszczone
szybko i poprawnie:

   with open("myfile.txt") as f:
       for line in f:
           print(line, end="")

Po wykonaniu instrukcji, plik *f* jest zawsze zamykany, nawet jeśli
napotkano problem podczas przetwarzania linii. Obiekty, które,
podobnie jak pliki, zapewniają predefiniowane akcje czyszczenia,
wskażą to w swojej dokumentacji.
