Wyjątki w Pythonie — ćwiczenia z obsługi błędnych danych

Programy dostają czasem dane, których autor się nie spodziewał: tekst zamiast liczby, zero w mianowniku, brakujący element. Zamiast kończyć się komunikatem o błędzie, dobrze napisany program potrafi na to zareagować. Na lekcji uczniowie obsługują trzy rodzaje takich sytuacji instrukcją try ... except.

Scenariusz jest przeznaczony na 45 minut dla klasy znającej funkcje i konwersję typów — na przykład po lekcjach o funkcjach i typach danych.

Przygotowanie stanowisk

Potrzebny jest Python 3 i edytor lub IDLE. Rozpakuj pakiet z sekcji materiałów do osobnego folderu i uruchamiaj skrypty z tego folderu. Program uruchomisz przez Run → Run Module albo poleceniem python start.py, python3 start.py lub py start.py.

Cele i plan lekcji

Po zajęciach uczeń potrafi:

• przeczytać komunikat błędu i nazwać typ wyjątku (ValueError, ZeroDivisionError, IndexError);
• obsłużyć wyjątek blokiem try ... except i zwrócić wartość zastępczą;
• zgłosić własny błąd instrukcją raise i użyć finally;
• wyjaśnić, że przechwytywać należy konkretne wyjątki, a nie wszystkie.

try, except, raise, finally

Blok try zawiera kod, który może zgłosić błąd. Jeśli się to stanie, wykonanie przechodzi do pasującego bloku except, a program działa dalej. Najlepiej podawać konkretny typ wyjątku, np. except ValueError, bo „goły” except ukrywa także błędy programisty (literówki w nazwach).

Najczęstsze wyjątki w lekcji: ValueError (np. int("abc")), ZeroDivisionError (dzielenie przez zero), IndexError (indeks poza listą), TypeError (zły typ danych). Własny błąd zgłaszamy instrukcją raise ValueError("opis"), a opis odczytamy przez except ValueError as blad. Blok finally wykonuje się zawsze, niezależnie od tego, czy błąd wystąpił — używa się go do porządków, np. zamknięcia pliku.

Zadania

Zadanie 1. Bezpieczna liczba. Napisz funkcję wczytaj_liczbe(tekst), która zwraca liczbę całkowitą albo None, gdy tekst nie jest liczbą. Sprawdź "12", "-7", "abc", "3.5" i pusty napis.

Zadanie 2. Dzielenie. Napisz funkcję podziel(a, b), która zamiast zgłaszać błąd dla b = 0 zwraca napis "dzielenie przez zero". Sprawdź podziel(10, 4) i podziel(5, 0).

Zadanie 3. Średnia z tekstów. Napisz funkcję srednia_z_tekstow(lista), która pomija niepoprawne elementy, zlicza je i zwraca średnią z dwoma miejscami oraz liczbę błędów. Gdy nie ma poprawnych liczb, ma zgłosić ValueError. Sprawdź listy ["8", "x", "10", "4"] i ["a", "b"] (z blokiem finally).

Dla chętnych: napisz funkcję zwracającą element listy o podanym indeksie albo None, gdy indeks jest poza zakresem.

Rozwiązanie i wyniki

def wczytaj_liczbe(tekst):
    try:
        return int(tekst)
    except ValueError:
        return None


def podziel(a, b):
    try:
        return a / b
    except ZeroDivisionError:
        return "dzielenie przez zero"


def srednia_z_tekstow(lista):
    liczby = []
    bledy = 0
    for t in lista:
        n = wczytaj_liczbe(t)
        if n is None:
            bledy = bledy + 1
        else:
            liczby.append(n)
    if len(liczby) == 0:
        raise ValueError("brak poprawnych liczb")
    return round(sum(liczby) / len(liczby), 2), bledy


# Zadanie 1
for t in ["12", "-7", "abc", "3.5", ""]:
    print(repr(t), wczytaj_liczbe(t))

# Zadanie 2
print(podziel(10, 4), podziel(5, 0))

# Zadanie 3
print(srednia_z_tekstow(["8", "x", "10", "4"]))
try:
    srednia_z_tekstow(["a", "b"])
except ValueError as blad:
    print("Blad:", blad)
finally:
    print("Koniec obliczen")

Program wypisze:

'12' 12
'-7' -7
'abc' None
'3.5' None
'' None
2.5 dzielenie przez zero
(7.33, 1)
Blad: brak poprawnych liczb
Koniec obliczen

Zauważ, że "3.5" i pusty napis dają None — int nie czyta ułamków zapisanych tekstem. Średnia z 8, 10 i 4 to 22/3, czyli 7.33, a jeden element ("x") został pominięty. Zadanie dla chętnych (rozszerzenie.py) wypisuje:

2 None

Typowe błędy

Pytania kontrolne i punktacja

1. Który wyjątek zgłosi 10 / 0?
2. Kiedy wykona się blok finally?
3. Dlaczego lepiej pisać except ValueError niż samo except?

Odpowiedzi: ZeroDivisionError. Zawsze — po poprawnym wykonaniu bloku try i po obsłużonym lub nieobsłużonym błędzie. Bo konkretny wyjątek nie ukrywa innych, nieoczekiwanych błędów.

Proponowana punktacja (razem 10 punktów): zadanie 1 — try/except 2 pkt, pięć wyników 1 pkt; zadanie 2 — obsługa zera 2 pkt, dwa wyniki 1 pkt; zadanie 3 — pomijanie błędów i licznik 2 pkt, raise 1 pkt, finally i test 1 pkt. Zadanie dla chętnych nie jest wymagane do pełnej oceny.

Materiały do pobrania

• Pakiet Python: materiały do lekcji, rozwiązanie i karta pracy
• Karta pracy ucznia — otwórz i wydrukuj

Rozpakuj ZIP przed otwarciem plików. Materiały są dostępne bez logowania; publiczne rozwiązanie służy nauce i samodzielnemu sprawdzeniu, a nie poufnemu sprawdzianowi.

Co dalej?

Następny krok to testowanie funkcji instrukcją assert i praca z plikami, w których błędy zdarzają się najczęściej. Ten materiał rozwija dział o obsłudze błędów w kursie Python w TablicaPro, gdzie znajdziesz prezentacje, ćwiczenia i testy do prowadzenia lekcji.

Źródła techniczne: błędy i wyjątki w oficjalnym tutorialu. Zobacz też lekcję o plikach tekstowych.