Bài giảng Lập trình Python - Bài 8: Ngoại lệ và xử lý ngoại lệ

Nội dung text: Bài giảng Lập trình Python - Bài 8: Ngoại lệ và xử lý ngoại lệ

1. LẬP TRÌNH PYTHON Bài 8: Ngoại lệ và xử lý ngoại lệ
2. Tóm tắt nội dung bài trước ▪ Kiểu dữ liệu từ điển là kiểu dữ liệu lấy cảm hứng từ từ điển trong cuộc sống ▪ Từ điển là một tập các mục, một mục là một cặp key và value ▪ Các key phải đôi một khác nhau, phải là kiểu dữ liệu bất biến ▪ Có thể tra cứu value thông qua phép toán chỉ mục với key ▪ Dữ liệu trong từ điển không có tính thứ tự, nhưng có thể duyệt bằng vòng lặp ▪ Module và Package là cơ chế Python sử dụng để kiểm soát mã nguồn hiệu quả hơn ▪ Một file mã nguồn = một module, có thể tái sử dụng bởi import ▪ Một thư mục chứa mã nguồn = một package ▪ Module math chứa khá nhiều các hàm toán học cơ bản TRƯƠNG XUÂN NAM 2
3. Nội dung 1. Ngoại lệ là gì? 2. Xử lý ngoại lệ 3. Một số loại ngoại lệ thường gặp 4. Tự sinh ngoại lệ 5. Bài tập TRƯƠNG XUÂN NAM 3
4. Phần 1 Ngoại lệ là gì? TRƯƠNG XUÂN NAM 4
5. Ngoại lệ là gì? ▪ Việc một chương trình máy tính hoạt động không hoàn hảo là không thể tránh khỏi ▪ Thường thì giới lập trình chia lỗi thành 3 nhóm 1. Lỗi khi viết chương trình: hệ quả là chương trình không chạy được khi gặp dòng lệnh sai, nếu là thông dịch (hoặc không dịch được, nếu là biên dịch) 2. Lỗi khi chương trình chạy: hệ quả là phải thực hiện lại • Chẳng hạn như nhập liệu không đúng, thì phải nhập lại 3. Ngoại lệ: vẫn là lỗi, xảy ra khi có một bất thường và khiến một chức năng không thể thực hiện được • Chẳng hạn như đang ghi dữ liệu ra một file, nhưng file đó lại bị một tiến trình khác xóa mất ▪ Ngoại lệ = lỗi? Đúng, nhưng không hẳn TRƯƠNG XUÂN NAM 5
6. Ngoại lệ là gì? ▪ Ranh giới giữa ngoại lệ và lỗi khá mong manh, thậm chí khó phân biệt trong nhiều tình huống ▪ Vấn đề: Cách chia lỗi thành 3 nhóm có khuynh hướng cho rằng môi trường thực thi của chương trình là thân thiện và hoàn hảo ▪ Python quan điểm nên chia lỗi thành 2 loại ▪ Syntax error: viết sai cú pháp, khiến chương trình thông dịch không dịch được, trong trường hợp này lập trình viên phải viết lại mã, không có phương án nào khác ▪ Exception: xảy ra bất thường không như thiết kế • Như vậy xử lý exception sẽ khiến chương trình ổn định và hoạt động tốt trong mọi tình huống • Trường hợp này lập trình viên phải có phương án khắc phục TRƯƠNG XUÂN NAM 6
7. Ngoại lệ là gì? ▪ Ví dụ về syntax error: >>> while True print('Hello world') File " ", line 1 while True print('Hello world') ^ SyntaxError: invalid syntax ▪ Ví dụ về exception: >>> 10 * (1/0) Traceback (most recent call last): File " ", line 1, in ZeroDivisionError: division by zero ▪ Có vẻ như syntax error cũng chỉ là một exception!!! TRƯƠNG XUÂN NAM 7
8. Phần 2 Xử lý ngoại lệ TRƯƠNG XUÂN NAM 8
9. “xử lý” ngoại lệ while True: Vòng lặp nhập X cho đến khi người dùng nhập vào đúng giá trị số try: x = int(input("Nhập số X: ")) Khối nhập X break (có thể nhập lỗi) except ValueError: print("Lỗi, hãy nhập lại.") Xử lý khi lỗi xảy ra print("X =", x) TRƯƠNG XUÂN NAM 9
10. Cú pháp try-except-else-finally ▪ Cú pháp: try: except: else: finally: ▪ Công việc của từng khối: ▪ Khối “try”: đoạn mã có khả năng gây lỗi, khi lỗi xảy ra, khối này sẽ bị dừng ở dòng gây lỗi ▪ Khối “except”: đoạn mã xử lý lỗi, chỉ thực hiện nếu có lỗi xảy ra ▪ Khối “else”: có thể xuất hiện ngay sau khối except cuối cùng, đoạn mã sẽ được thực hiện nếu không có except nào được thực hiện (đoạn try không có lỗi) ▪ Khối “finally”: còn được gọi là khối clean-up, luôn được thực hiện dù có xảy ra lỗi hay không TRƯƠNG XUÂN NAM 10
11. Cú pháp try-except-finally ▪ Chú ý: ▪ Khối try chỉ có 1 khối duy nhất, phải viết đầu tiên ▪ Khối finally có thể có hay không, nếu có thì khối này phải viết cuối cùng ▪ Khối except có thể không viết, có một khối, hoặc nhiều khối except khác nhau (để xử lý nhiều tình huống lỗi khác nhau) ▪ Một khối except có thể xử lý một loại lỗi, nhiều loại lỗi hoặc tất cả các loại lỗi ▪ Nếu không xử lý triệt để lỗi có thể “ném” trả lại lỗi này bằng lệnh “raise” ▪ Có thể phát sinh một ngoại lệ bằng lệnh “raise ” ▪ Khi lỗi xảy ra, một biến chứa lỗi được phát sinh và “ném” xuống phần các khối except, khối except đầu tiên “bắt” được ngoại lệ sẽ xử lý nó TRƯƠNG XUÂN NAM 11
12. Quy tắc “bắt” ngoại lệ: lọt sàng xuống nia except (NameError, TypeError): # xử lý 2 loại lỗi print("Name or Type error") except IOError as e: # lấy biến lỗi, đặt tên là e print(e) raise # “ném” trả lại lỗi này except ValueError: # xử lý lỗi Value print("Value error") except: # xử lý mọi lỗi khác print("An error occurred") raise NameError("Ko bit") # tạo ra một lỗi “Ko bit” else: # thực hiện nếu không có lỗi print("OK") TRƯƠNG XUÂN NAM 12
13. Nhiệm vụ của khối finally: xử lý dự phòng ▪ Việc chấm dứt đoạn mã một cách bất ngờ (trong khối try hoặc except) đem lại một số vấn đề ▪ Chẳng hạn như trong khối try ta tạo một tập tin tạm thời để chứa dữ liệu trung gian, dùng xong sẽ xóa tập tin đó đi ▪ Khi đoạn mã chấm dứt đột ngột vì ngoại lệ: lệnh xóa tập tin tạm không thực hiện ▪ Hậu quả: sau một thời gian sử dụng chương trình, máy tính của người dùng có xuất hiện rất nhiều tập tin “rác” ▪ Thực tế vấn đề này đã xảy ra với phần mềm Microsoft Word ▪ Khối finally: còn được gọi là khối “dọn dẹp” (clean-up) ▪ Python đảm bảo rằng đoạn mã trong khối luôn được thực hiện dù có ngoại lệ xảy ra hay không ▪ Trong ví dụ trên: ta sẽ đặt phần mã xóa tập tin tạm vào finally TRƯƠNG XUÂN NAM 13
14. Phần 3 Một số loại ngoại lệ thường gặp TRƯƠNG XUÂN NAM 14
15. Một số loại ngoại lệ thường gặp Ngoại lệ Lý do gây ra SystemExit Xảy ra khi chương trình gọi hàm sys.exit() Xảy ra khi người dùng nhấn phím ngắt để cố gắng kết thúc KeyboardInterrupt chương trình (thường là Ctrl-C hoặc Delete) Xảy ra khi chương trình đóng một bộ sinh (generator) bằng GeneratorExit hàm close() Chú ý: đây không thực sự là một lỗi Lớp cha của mọi lớp lỗi, ngoại trừ KeyboardInterrupt, Exception SystemExit và GeneratorExit Xảy ra khi cố gắng đọc đối tượng tiếp theo từ iterator, nhưng StopIteration khi đó iterator đã ở cuối của kiểu tuần tự nên không có đối tượng cần đọc Xảy ra khi cố gắng đọc đối tượng tiếp theo từ một iterator bất StopAsyncIteration đồng bộ, nhưng khi đó iterator chưa đồng bộ được đối tượng tiếp theo TRƯƠNG XUÂN NAM 15
16. Một số loại ngoại lệ thường gặp Ngoại lệ Lý do gây ra ArithmeticError Lớp cha của mọi lỗi xử lý tính toán Lớp con của ArithmeticError (hiện đã bỏ không dùng, chỉ giữ FloatingPointError lại để tương thích với các mã cũ) Lớp con của ArithmeticError, xảy ra khi kết quả của phép toán OverflowError số học quá lớn hoặc quá nhỏ đến mức không thể biểu diễn Lớp con của ArithmeticError, xảy ra khi thực hiện phép chia ZeroDivisionError hoặc phép đồng dư với số 0 AssertionError Xảy ra khi câu lệnh kiểm tra điều kiện assert thất bại AttributeError Xảy ra khi không thể gán thuộc tính hoặc tham chiếu BufferError Xảy ra khi không thể tạo vùng đệm hoặc bị tràn vùng đệm TRƯƠNG XUÂN NAM 16
17. Một số loại ngoại lệ thường gặp Ngoại lệ Lý do gây ra Xảy ra khi cố gắng đọc thêm dữ liệu mặc dù đã đến cuối tập tin EOFError (không thể đọc thêm được gì nữa) Xảy ra khi chương trình khai báo sử dụng thành phần trong thư ImportError viện (một hàm, một biến hoặc một lớp) nhưng không tìm thấy thành phần này Kiểu con của ImportError, xảy ra khi chương trình khai báo sử ModuleNotFoundE dụng một thư viện nhưng Python không thể nạp được thư viện rror đó trên máy hiện tại (thường do không tìm thấy mã máy của thư viện đó) LookupError Lớp cha của các lỗi xảy ra khi tìm kiếm dữ liệu Kiểu con của LookupError, xảy ra khi giá trị chỉ mục (index) nằm IndexError ngoài phạm vi của một biến kiểu tuần tự (string, list, tuple, ) Kiểu con của LookupError, xảy ra khi không tìm thấy khóa trong KeyError từ điển TRƯƠNG XUÂN NAM 17
18. Một số loại ngoại lệ thường gặp Ngoại lệ Lý do gây ra Xảy ra khi hết bộ nhớ nên chương trình không thể tiếp tục thực MemoryError thi hoặc bộ nhớ bị phân mảnh đến mức không thể tạo được các biến cần thiết để tiếp tục thực thi chương trình NameError Xảy ra khi cố gắng truy cập một biến không tồn tại Kiểu con của NameError, xảy ra khi tham chiếu đến một biến UnboundLocalError cục bộ nhưng biến cục bộ đó không tồn tại Xảy ra khi tham chiếu bị lỗi, chẳng hạn như truy cập một biến ReferenceError hoặc một thuộc tính đã bị bộ dọn rác (garbage collector) xóa đi Xảy ra một lỗi thực thi chung chung, không rơi vào nhóm các RuntimeError lỗi đã biết Kiểu con của RuntimeError, xảy ra khi chương trình cố gắng NotImplementedEr thực thi một phương thức hoặc một hàm, nhưng vì lý do nào ror đó phần thân hàm (phương thức) chưa được viết TRƯƠNG XUÂN NAM 18
19. Một số loại ngoại lệ thường gặp Ngoại lệ Lý do gây ra Xảy ra khi thực hiện một hàm liên quan đến hệ thống (chẳng hạn như đọc ghi đĩa) nhưng gặp lỗi. Để giữ tương thích với các phiên bản trước, lỗi này còn có các tên khác như IOError, EnvironmentError và WindowsError Đây là một lớp lớn cung cấp nhiều thông tin lỗi khi làm việc với hệ điều hành, các lớp con của lớp này gồm: - BlockingIOError - ChildProcessError - ConnectionError o BrokenPipeError OSError o ConnectionAbortedError o ConnectionRefusedError o ConnectionResetError - FileExistsError - FileNotFoundError - InterruptedError - IsADirectoryError - NotADirectoryError - PermissionError - ProcessLookupError - TimeoutError TRƯƠNG XUÂN NAM 19
20. Một số loại ngoại lệ thường gặp Ngoại lệ Lý do gây ra Kiểu con của RuntimeError, xảy ra khi gọi đệ quy quá nhiều lớp RecursionError (độ sâu quá lớn) SyntaxError Xảy ra khi cố gắng chạy một lệnh viết sai cú pháp Kiểu con của SyntaxError, xảy ra khi cố gắng chạy một lệnh viết IndentationError thụt lề không chính xác Kiểu con của IndentationError, xảy ra khi thụt lề sử dụng các TabError dấu tab và dấu space không nhất quán SystemError Xảy ra khi trình thông dịch gặp các lỗi nội bộ Xảy ra khi chương trình cố gắng chuyển một đối tượng sang TypeError một kiểu khác nhưng không phù hợp (chẳng hạn cố gắng đổi một chuỗi tên riêng sang dạng số nguyên) TRƯƠNG XUÂN NAM 20
21. Một số loại ngoại lệ thường gặp Ngoại lệ Lý do gây ra Xảy ra khi hàm hoặc phương thức hoặc phép toán nhận ValueError được một đối số có kiểu đúng nhưng giá trị không phù hợp Kiểu con của ValueError, xảy ra khi có lỗi liên quan đến quá UnicodeError trình xử lý dữ liệu unicode Kiểu con của UnicodeError, xảy ra khi lỗi liên quan đến quá UnicodeEncodeError trình mã hóa dữ liệu Kiểu con của UnicodeError, xảy ra khi lỗi liên quan đến quá UnicodeDecodeError trình giải mã dữ liệu Kiểu con của UnicodeError, xảy ra khi lỗi liên quan đến quá UnicodeTranslateError trình chuyển đổi dữ liệu (kể cả chuyển đổi code page) TRƯƠNG XUÂN NAM 21
22. Một số loại ngoại lệ thường gặp Ngoại lệ Lý do gây ra Lớp cha của các loại cảnh báo, những lỗi nhẹ hoặc có tiềm năng xảy ra trong tương lai. Các lớp con của lớp này gồm: - UserWarning - DeprecationWarning - PendingDeprecationWarning Warning - SyntaxWarning - RuntimeWarning - FutureWarning - ImportWarning - UnicodeWarning - BytesWarning - ResourceWarning TRƯƠNG XUÂN NAM 22
23. Phần 4 Tự sinh ngoại lệ TRƯƠNG XUÂN NAM 23
24. Từ khóa raise ▪ Python cung cấp từ khóa raise sử dụng khi cần phát sinh một ngoại lệ ▪ Nếu chỉ viết “raise”: cách viết này chỉ đúng trong khối except, khi ta không xử lý được ngoại lệ hiện tại và “ném trả” ngoại lệ về cho chương trình cha ▪ Nếu viết “raise ”: phát sinh một ngoại lệ và sẽ chứa các thông tin báo lỗi về ngoại lệ xảy ra • Trong trường hợp này, nên có kiểu Exception hoặc kế thừa từ Exception, kiểu càng cụ thể thì càng cung cấp nhiều thông tin cho quá trình sửa lỗi ▪ Lập trình viên có thể tạo một kiểu ngoại lệ mới, kĩ thuật này sử dụng hướng đối tượng là chủ đề nằm ngoài bài giảng này nên sẽ không được đề cập tới TRƯƠNG XUÂN NAM 24
25. Ví dụ về phát sinh ngoại lệ try: a = int(input("Nhập một số nguyên dương nhỏ hơn 100: ")) # sinh lỗi khi số quá bé if a = 100: raise ValueError("Bạn cần nhập số nhỏ hơn 100") # bắt lỗi: # - nhập không phải số nguyên # - nhập số quá lớn # - nhập số quá bé except ValueError as ex: print(ex) TRƯƠNG XUÂN NAM 25
26. Phần 5 Bài tập TRƯƠNG XUÂN NAM 26
27. Bài tập ▪ ▪ ▪ ▪ ▪ TRƯƠNG XUÂN NAM 27
28. Bài tập ▪ ▪ ▪ ▪ ▪ ▪ TRƯƠNG XUÂN NAM 28