Обработка и генерация исключений в Python

Зачем нужна обработка исключений

Исключения помогают превратить «аварию» в контролируемый сценарий: вместо аварийного завершения программа сообщает, что пошло не так, освобождает ресурсы и предлагает действие по восстановлению. В продакшене это критично для устойчивости сервисов, в учебных проектах — для понимания причин ошибок.

• Надёжность. Перехват исключений предотвращает крах приложения.
• Предсказуемость. Пользователь получает понятное сообщение вместо «стека» в консоли.
• Поддерживаемость. Централизованная обработка и логирование упрощают отладку.

# Пример: без обработки программа падает
def div(a, b):
  return a / b
print(div(1, 0)) # ZeroDivisionerror

Что такое исключения: иерархия BaseException → Exception

В Python исключения — это объекты классов, образующих иерархию: вершина — BaseException, рабочая ветка — Exception. Бóльшую часть времени вы перехватываете именно подклассы Exception (а не системные: SystemExit, KeyboardInterrupt и т. п.).

• Exception — «нормальные» ошибки времени выполнения: ValueError, TypeError, FileNotFoundError, ZeroDivisionerror, KeyError и др.
• BaseException — базовый класс (его обычно не ловят, чтобы не скрыть системные сигналы).

# Проверяем тип исключения по иерархии
try:
  int("NaN")
except ValueError as e:
  print("Ошибка преобразования:", e)

Типы исключений: обзор частых ошибок

Полный список обширен, но регулярнее всего встречаются:

• ValueError — неверное значение при корректном типе (парсинг чисел, дат).
• ZeroDivisionerror — деление на ноль.
• FileNotFoundError — отсутствует файл/путь.
• TypeError — операция с объектом неподходящего типа.
• KeyError/IndexError — нет ключа/индекса.
• TimeoutError/Connectionerror — сетевые проблемы.

# Несколько типовых сценариев
try:
  open("missing.txt")
except FileNotFoundError:
  print("Файл не найден")

try:
  {"a": 1}["b"]
except KeyError as e:
  print("Нет ключа:", e)

Базовая конструкция try/except

Минимальная схема: «попробовать» выполнить блок и, если возникла ошибка, «перехватить» и обработать её.

# try/except — точечная обработка
def read_int():
  raw = input("Введите число: ")
  try:
    return int(raw)
  except ValueError:
    print("Это не целое число, попробуйте ещё раз.")
    return None

Не используйте пустой except: он ловит всё подряд и маскирует ошибки. Ловите конкретные классы исключений.

Перехват конкретных vs любых исключений

Конкретика улучшает безопасность и диагностируемость. Допустим иметь несколько except для разных веток обработки.

# Несколько веток per-исключение
def load_json(path):
  import json
  try:
    with open(path, encoding="utf-8") as f:
      return json.load(f)
  except FileNotFoundError:
    return {"error": "file_not_found"}
  except json.JSONDecodeError as e:
    return {"error": "bad_json", "msg": str(e)}

Шаблон «ловить всё» уместен лишь в верхнем уровне приложения — и то с обязательным логированием traceback и немедленным ре-raise или корректным завершением.

Блоки else и finally: когда они нужны

else выполняется, если в try не было исключений — удобно для кода «после успешной попытки». finally выполняется всегда: для освобождения ресурсов (файлы, соединения).

# try/except/else/finally — полный шаблон
def safe_div(a, b):
  try:
    res = a / b
  except ZeroDivisionerror:
    return None
  else:
    return res
  finally:
    print("Готово: освобождение ресурсов/лог")

Для файлов и сетевых соединений используйте контекстные менеджеры with — они скрывают try/finally внутри.

# Контекстный менеджер сам закрывает файл
with open("data.txt", encoding="utf-8") as f:
  print(f.read())

Продвинутая схема: вложенные try/except и finally

Иногда нужно разделить «узкий» перехват (ближе к источнику проблемы) и «широкий» (на уровень выше). Вложенные блоки дают гибкость, но не усложняйте без необходимости.

# Вложенный перехват локальной ошибки чтения
def process_file(path):
  try:
    with open(path, encoding="utf-8") as f:
      try:
        raw = f.read()
      except UnicodeDecodeError:
        return {"error": "encoding"}
  except FileNotFoundError:
    return {"error": "file_not_found"}
  return {"ok": len(raw)}

Генерация исключений: raise и raise from

Иногда ошибку нужно сгенерировать намеренно: валидация входных данных, guard-условия, недостижимые ветки. Используйте информативные сообщения, помогающие локализовать проблему.

# Явный выброс исключения
def set_age(age):
  if not (0 <= age <= 120):
    raise ValueError(f"age out of range: {age}")
  return age

raise from связывает исходную причину с новой («оборачивание»), сохраняя контекст для отладки.

def load_conf(path):
  import json
  try:
    with open(path, encoding="utf-8") as f:
      return json.load(f)
  except FileNotFoundError as e:
    raise RuntimeError("config missing") from e

Пользовательские исключения

Создавайте собственные классы исключений, наследуясь от Exception. Это улучшает точность перехвата и делает код само-документируемым.

# Свой класс исключения
class ConfigError(Exception):
  pass

def read_token(env):
  token = env.get("TOKEN")
  if not token:
    raise ConfigError("TOKEN is not set")
  return token

Иерархия пользовательских исключений позволяет группировать родственные ошибки модуля и ловить их одной веткой.

Логирование исключений и traceback

Журналы — ключ к быстрой диагностике. Используйте logging.exception, чтобы записать стек вызовов (traceback) автоматически.

import logging
logging.basicConfig(level=logging.INFO, format="%(levelname)s %(message)s")
def run():
  try:
    1/0
  except ZeroDivisionerror:
    logging.exception("divide by zero") # пишет traceback

На верхнем уровне приложения перехватывайте «неожиданное», логируйте и корректно завершайте процесс либо перезапускайте воркер — но не скрывайте ошибки молча.

Когда уместны исключения: проектирование и антипаттерны

• Уместно: исключительные ситуации, ошибки валидации, недоступные ресурсы, нарушенные инварианты.
• Неуместно: обычный контроль потока (например, «выйти из цикла»), редкие ветки ради «экономии» if.
• Плохие практики: пустой except:, глушение ошибок, ловить Exception слишком рано, мутировать состояние в except без аккуратной компенсации.

# Плохой приём: «проглотили» любую ошибку
try:
  dangerous()
except Exception:
  pass # ни логов, ни реакции — так нельзя

Чек-лист лучших практик

• Ловите конкретные исключения; общий перехват — только на самом верху и с логами.
• Используйте try/except/else/finally по назначению; очистку ресурсов выносите в finally или with.
• Сообщения raise делайте информативными: параметры, контекст.
• Для адаптации слоя «инфра → домен» применяйте raise from (перевод причины).
• Не злоупотребляйте вложенностью: выносите обработку в функции-утилиты.
• Логируйте traceback при неожиданных ошибках; не скрывайте критичные исключения.

Мини-практикум: 5 задач для закрепления

1) Безопасное чтение int с повтором

def read_int(prompt="Число: "):
  while True:
    try:
      return int(input(prompt))
    except ValueError:
      print("Введите целое число!")

2) Обёртка с retry и исключениями

import time, random
def retry(times=3, delay=0.2):
  def deco(fn):
    def wrap(*a, **kw):
      for i in range(times):
        try:
          return fn(*a, **kw)
        except Exception as e:
          if i+1 == times: raise
          time.sleep(delay)
    return wrap
  return deco
@retry()
def flaky():
  if random.random() < 0.7: raise Connectionerror("unstable")
  return "ok"

3) Свои исключения для конфигурации

class EnvError(Exception): pass
def get_env(env, key):
  val = env.get(key)
  if not val: raise EnvError(f"missing {key}")
  return val

4) Нормализация входных данных с raise from

def to_float(x):
  try:
    return float(x)
  except (TypeError, ValueError) as e:
    raise ValueError(f"cannot convert {x!r} to float") from e

5) Гарантированная очистка ресурсов

def write_log(path, text):
  f = open(path, "a", encoding="utf-8")
  try:
    f.write(text + "\n")
  finally:
    f.close()

FAQ

Короткие ответы на частые вопросы по исключениям — раскройте нужный спойлер 👇

Заключение и полезные ссылки

Вы освоили try except Python, блоки else и finally, практики raise и raise from, а также пользовательские исключения Python и логирование traceback. Дальше — закрепляйте техники на задачах, выносите общие обработчики в утилиты, а в продакшене добавляйте структурные логи и мониторинг. Чем точнее вы проектируете обработку ошибок, тем устойчивее и понятнее ваш код 🙂

• Официальная документация Python: раздел об исключениях, иерархии и обработке.
• logging и traceback: руководство по ведению журналов и печати стеков.
• PEP 8: стиль сообщений и базовые рекомендации по читаемости.