プログラムの実行中に予期せぬ問題が発生すると、Pythonは「例外 (exception)」を送出して処理を中断します。これらのエラーを放置するとプログラムはクラッシュしてしまいますが、「例外処理」の仕組みを使うことで、エラーを優雅に捉えて対処できます。この章では、その方法を学びます。
他の言語の try...catch と同様に、Pythonでは try...except ブロックを使います。エラーが発生する可能性のあるコードを try ブロックに記述し、エラーが発生した際の処理を except ブロックに記述します。
例えば、0 で割り算をすると ZeroDivisionError という例外が発生します。
>>> 10 / 0 Traceback (most recent call last): File "<stdin>", line 1, in <module> ZeroDivisionError: division by zero
このエラーを try...except で捕捉してみましょう。
>>> try: ... result = 10 / 0 ... except ZeroDivisionError: ... print("エラー: 0で割ることはできません。") ... エラー: 0で割ることはできません。
try ブロック内で ZeroDivisionError が発生したため、プログラムはクラッシュせずに except ブロック内の処理が実行されました。
try ブロック内では、複数の種類のエラーが発生する可能性があります。例えば、ユーザーの入力を数値に変換しようとして失敗した場合は ValueError が発生します。
複数の例外を処理するには、2つの方法があります。
1. except ブロックを複数記述する
エラーの種類ごとに異なる処理を行いたい場合に適しています。
>>> def calculate(a, b): ... try: ... a = int(a) ... b = int(b) ... result = a / b ... print(f"計算結果: {result}") ... except ValueError: ... print("エラー: 数値を入力してください。") ... except ZeroDivisionError: ... print("エラー: 0で割ることはできません。") ... >>> calculate(10, 2) 計算結果: 5.0 >>> calculate(10, 0) エラー: 0で割ることはできません。 >>> calculate('ten', 2) エラー: 数値を入力してください。
2. 1つの except ブロックでタプルを使ってまとめる
複数の例外に対して同じ処理を行いたい場合に便利です。
>>> def calculate_v2(a, b): ... try: ... a = int(a) ... b = int(b) ... result = a / b ... print(f"計算結果: {result}") ... except (ValueError, ZeroDivisionError) as e: ... print(f"入力エラーが発生しました: {e}") ... >>> calculate_v2(20, 0) 入力エラーが発生しました: division by zero >>> calculate_v2('twenty', 5) 入力エラーが発生しました: invalid literal for int() with base 10: 'twenty'
as e のように書くことで、発生した例外オブジェクトそのものを変数 e で受け取ることができます。これにより、具体的なエラーメッセージを表示できます。
特定の条件を満たした場合に、意図的に例外を発生させたいことがあります。その場合は raise 文を使います。
例えば、負の値を受け付けない関数を考えてみましょう。
>>> def process_positive_number(num): ... if num < 0: ... raise ValueError("負の値は処理できません。") ... print(f"{num}を処理しました。") ... >>> process_positive_number(100) 100を処理しました。 >>> process_positive_number(-5) Traceback (most recent call last): File "<stdin>", line 1, in <module> File "<stdin>", line 3, in process_positive_number ValueError: 負の値は処理できません。
このように、raise を使うことで、関数の事前条件などを満たさない場合に、プログラムの実行を中断して呼び出し元にエラーを通知できます。
try...except ブロックには、else と finally という2つのオプションの節を追加できます。
else 節: try ブロックで例外が発生しなかった場合にのみ実行されます。finally 節: 例外の有無に関わらず、必ず最後に実行されます。ファイルクローズやデータベース接続の切断など、後片付け処理に最適です。すべての節を使った例を見てみましょう。
>>> def divider(a, b): ... print(f"--- {a} / {b} の計算を開始します ---") ... try: ... result = a / b ... except ZeroDivisionError: ... print("エラー: 0による除算です。") ... else: ... # 例外が発生しなかった場合に実行 ... print(f"計算成功！ 結果: {result}") ... finally: ... # 常に最後に実行 ... print("--- 計算を終了します ---") ... >>> # 成功するケース >>> divider(10, 2) --- 10 / 2 の計算を開始します --- 計算成功！ 結果: 5.0 --- 計算を終了します --- >>> # 例外が発生するケース >>> divider(10, 0) --- 10 / 0 の計算を開始します --- エラー: 0による除算です。 --- 計算を終了します ---
この例から、実行フローが明確にわかります。
try -> else -> finally の順に実行されます。try -> except -> finally の順に実行されます。finally 節は、try ブロック内で return が実行される場合でも、その return の直前に実行されることが保証されています。これにより、リソースの解放漏れなどを防ぐことができます。