Python超入門その２１〜失敗したら例外を投げよう〜

はじめに

Pythonで実行時エラーが発生したことはありませんか？

初心者の方に限らず、上級者の方でも実行時エラーと付き合っていく必要があります。
完ぺきなプログラムはほとんどありえませんので、たいていのプログラムで実行時エラーが発生するでしょう。とはいえ、プログラミング中に対処できる箇所は手をうっておくべきです。

この記事では、Python初心者の方向けに、Pythonでの例外処理についてお伝えしていきます。
例外をうまく使って、実行時エラーを未然に防ぎましょう。

例外ってなに？

例外とは、エラーに近いものですが、エラーが予期していないものであることに対して、例外は予期（予想）されたものであるという違いがあります。
エラー＝例外と考えてもそれほど問題はありませんが、少し気色の違うものであることを覚えておきましょう。

簡単にいえば、エラー（例外）が発生しそうな場所であらかじめ処理を記述しておき、例外が発生したときに適切な処理を行うようにします。
問題から回復可能であれば復帰させますし、回復が不可能であれば安全にプログラムを終了させます。

次に、基本的な例外処理の構文をみていきましょう。

例外の基本的な構文

まずは、エラーが起きるプログラムを記述してみましょう。
たとえば、次のような0除算を実行するプログラムです。

例：

def divide(x, y):
    return x / y
divide(100, 0)

非常に単純な例ですが、割り算を実行する関数に0を渡して、0除算を行っています。
このプログラムを実行すると、0除算エラー（ZeroDivisionError）が発生して停止してしまいます。
0除算は簡単に予期できるため、次のように例外処理を行うとよいでしょう。

例：

def divide(x, y):
      try:
           return x / y
      except ZeroDivisionError:
           print("0では除算できません") divide(100, 0)

tryからexceptまでの間が、例外を処理できる区間となります。
exceptには処理する例外（エラー）の型を指定し、続けて処理内容を記述します。

このようにすることで、該当する例外が発生してもプログラムの実行を継続できます。
except文は複数記述できるため、対応しなければならない例外が複数あっても大丈夫です。

また、確実に終了処理を実行するためにfinally文を使うこともできます。次の例をみて下さい。

例：

def divide(x, y):
      try:
            result = x / y
            print("例外は発生しませんでした")
            return result
       except ZeroDivisionError:
              print("0では除算できません")
       finally:
             print("終了処理")
divide(100, 0)
divide(100, 10)

例外が発生すると、その時点で実行フローがexcept文に移動しますので、try文では例外発生地点以降のコードが実行されません。
確実にコードを実行するために、finally文を使って終了処理などを記述します。

finally文は、正常時でも例外発生時でも実行されます。

組み込みの例外型について

先程、組み込みの例外型として” ZeroDivisionError”を使いました。

Pythonには、他にもたくさんの例外型があり、例外処理で活用できます。
たとえば、リストなどのインデックスが範囲外のときに発生する”IndexError”や不適切な型で演算を行ったときに発生する”TypeError”などです。
よく使う例外だけでも覚えておくとよいでしょう。

オリジナルの例外を定義することもできる

自分で作った関数から例外を投げる（発生させる）場合、組み込み型に適切な例外型が見つからない場合があります。
たとえば、次のような例をみてみましょう。

例：

class DateRangeError(Exception):
      def __str__(self):
            return "日付の範囲ではありません"
def printDate(year, month, day):
      if not (year > 0 and 0 < month < 13 and 0 < day < 32):
           raise DateRangeError()
      print("{0}/{1}/{2}".format(year, month, day))
printDate(2017, 8, 10)
printDate(2017, 8, 32)

この例では、日付をフォーマットして出力する関数で、日付の範囲をチェックしています。

日付の範囲から外れている場合、オリジナルの例外の”DateRangeError”を投げています。
オリジナルの例外はExceptionクラスのサブクラスとして定義し、それをraise句でインスタンス化しています。
エラー時のメッセージをよりわかりやすくするために、例のように__str__をオーバーロードしておくとよいでしょう。

なお、オリジナルの例外でもexcept文で問題なく使えます。