Не запуская код выберите какие из программ во время запуска получат ошибку выполнения питон

?? Найдите и исправьте ошибки в коде на Python: отладка с IDLE

Выявление ошибок называется дебаггингом, а дебаггер – помогающий понять причину их появления инструмент. Умение находить и исправлять ошибки в коде – важный навык в работе программиста, не пренебрегайте им.

IDLE (Integrated Development and Learning Environment) – кроссплатформенная интегрированная среда разработки и обучения для Python, созданная Гвидо ван Россумом.

Используйте окно управления отладкой

Основным интерфейсом отладки в IDLE является специальное окно управления (Debug Control window). Открыть его можно, выбрав в меню интерактивного окна пункт Debug>Debugger.

Примечание: если отладка отсутствует в строке меню, убедитесь, что интерактивное окно находится в фокусе.

Всякий раз, когда окно отладки открыто, интерактивное окно отображает [DEBUG ON].

Обзор окна управления отладкой

Чтобы увидеть работу отладчика, напишем простую программу без ошибок. Введите в редактор следующий код:

Сохраните все, откройте окно отладки и нажмите клавишу F5 – выполнение не завершилось.

Окно отладки будет выглядеть следующим образом:

Обратите внимание, что панель в верхней части окна содержит сообщение:

Расшифруем: код for i in range(1, 4): еще не запущен, а ‘__main__’.module() сообщает, что в данный момент мы находимся в основном разделе программы, а не в определении функции.

Ниже панели стека находится панель Locals, в которой перечислены непонятные вещи: __annotations__, __builtins__, __doc__ и т. д. – это внутренние системные переменные, которые пока можно игнорировать. По мере выполнения программы переменные, объявленные в коде и отображаемые в этом окне, помогут в отслеживании их значений.

В левом верхнем углу окна расположены пять кнопок: Go, Step, Over, Out и Quit – они управляют перемещением отладчика по коду.

В следующих разделах вы узнаете, что делает каждая из этих кнопок.

Кнопка Step

Нажмите Step и окно отладки будет выглядеть следующим образом:

Обратите внимание на два отличия. Во-первых, сообщение на панели стека изменилось:

На этом этапе выполняется line 1 и отладчик останавливается перед выполнением line 2.

Здесь важно, что можно отслеживать растущие значения i и j по мере прохождения цикла for. Это полезная фича поиска источника ошибок в коде. Знание значения каждой переменной в каждой строке кода может помочь точно определить проблемную зону.

Точки останова и кнопка Go

Часто вам известно, что ошибка должна всплыть в определенном куске кода, но неизвестно, где именно. Чтобы не нажимать кнопку Step весь день, установите точку останова, которая скажет отладчику запускать весь код, пока он ее не достигнет.

Точки останова сообщают отладчику, когда следует приостановить выполнение кода, чтобы вы могли взглянуть на текущее состояние программы.

Чтобы установить точку останова, щелкните правой кнопкой мыши (Ctrl для Mac) по строке кода, на которой хотите сделать паузу, и выберите пункт Set Breakpoint – IDLE выделит линию желтым. Чтобы удалить ее, выберите Clear Breakpoint.

Установите точку останова в строке с оператором print(). Окно редактора должно выглядеть так:

Сохраните и запустите. Как и раньше, панель стека указывает, что отладчик запущен и ожидает выполнения line 1. Нажмите кнопку Go и посмотрите, что произойдет:

Теперь на панели стека информация о выполнении line 3:

На панели Locals мы видим, что переменные i и j имеют значения 1 и 2 соответственно. Нажмем кнопку Go и попросим отладчик запускать код до точки останова или до конца программы. Снова нажмите Go – окно отладки теперь выглядит так:

На панели стека отображается то же сообщение, что и раньше – отладчик ожидает выполнения line 3. Однако значения переменных i и j теперь равны 2 и 4. Интерактивное окно также отображает выходные данные после первого запуска строки с помощью функции print() через цикл.

Нажмите кнопку в третий раз. Теперь i и j равны 3 и 6. Если нажать Go еще раз, программа завершит работу.

Over и Out

Кнопка Over работает, как сочетание Step и Go – она перешагивает через функцию или цикл. Другими словами, если вы собираетесь попасть в функцию с помощью отладчика, можно и не запускать код этой функции – кнопка Over приведет непосредственно к результату ее выполнения.

Аналогично если вы уже находитесь внутри функции или цикла – кнопка Out выполняет оставшийся код внутри тела функции или цикла, а затем останавливается.

В следующем разделе мы изучим некоторые ошибки и узнаем, как их исправить с помощью IDLE.

Борьба с багами

Взглянем на « глючную » программу.

Вот неработающий код:

Введите этот код в редактор, сохраните и нажмите F5. Ожидаемый результат – _h_e_l_l_o_, но вместо этого выведется o_.

Если вы нашли, в чем проблема, не исправляйте ее. Наша цель – научиться использовать для этого IDLE.

Рассмотрим 4 этапа поиска бага:

Шаг 1: Предположение

Сначала вы не сможете точно определить местонахождение ошибки, но обычно проще логически представить, в какой раздел кода смотреть.

Обратите внимание, что программа разделена на два раздела: определение функции add_underscores() и основной блок, определяющий переменную со значением «hello» и выводящий результат.

Посмотрим на основной раздел:

Очевидно, что здесь все хорошо и проблема должна быть в определении функции:

Первая строка создает переменную new_word со значением «_». Промах, проблема находится где-то в теле цикла for.

Шаг 2: точка останова

Определив, где может быть ошибка, установите точку останова в начале цикла for, чтобы проследить за происходящим внутри кода:

Запустим. Выполнение останавливается на строке с определением функции.

Нажмите кнопку Go, чтобы выполнить код до точки останова:

Код останавливается перед циклом for в функции add_underscores(). Обратите внимание, что на панели Locals отображаются две локальные переменные – word со значением «hello», и new_word со значением «_»,

Нажмите кнопку Step, чтобы войти в цикл for. Окно отладки изменится, и новая переменная i со значением 0 отобразится на панели Locals:

Переменная i – это счетчик для цикла for, который можно использовать, чтобы отслеживать активную на данный момент итерацию.

Нажмите кнопку Step еще раз и посмотрите на панель Locals – переменная new_word приняла значение «h_»:

Это неправильно т. к. сначала в new_word было значение «_», на второй итерации цикла for в ней должно быть «_h_». Если нажать Step еще несколько раз, то увидим, что в new_word попадает значение e_, затем l_ и так далее.

Шаг 3: Определение ошибки и исправление

Как мы уже выяснили – на каждой итерации цикла new_word перезаписывается следующим символом в строке «hello» и подчеркиванием. Поскольку внутри цикла есть только одна строка кода, проблема должна быть именно там:

Код указывает Python получить следующий символ word, прикрепить подчеркивание и назначить новую строку переменной new_word. Это именно то неверное поведение, которое мы наблюдали.

Чтобы все починить, нужно объединить word[i] + » _» с существующим значением new_word. Нажмите кнопку Quit в окне отладки, но не закрывайте его. Откройте окно редактора и измените строку внутри цикла for на следующую:

Примечание: Если бы вы закрыли отладчик, не нажав кнопку Quit, при повторном открытии окна отладки могла появиться ошибка:

You can only toggle the debugger when idle

Всегда нажимайте кнопку Go или Quit, когда заканчиваете отладку, иначе могут возникнуть проблемы с ее повторным запуском.

Шаг 4: повторение шагов 1-3, пока ошибка не исчезнет

Сохраните изменения в программе и запустите ее снова. В окне отладки нажмите кнопку Go, чтобы выполнить код до точки останова. Понажимайте Step несколько раз и смотрите, что происходит с переменной new_word на каждой итерации – все работает, как положено. Иногда необходимо повторять этот процесс несколько раз, прежде чем исправится ошибка.

Альтернативные способы поиска ошибок

Использование отладчика может быть сложным и трудоемким, но это самый надежный способ найти ошибки в коде. Однако отладчики не всегда есть в наличии. В подобных ситуациях можно использовать print debugging для поиска ошибок в коде. PD задействует функцию print() для отображения в консоли текста, указывающего место выполнения программы и состояние переменных.

Например, вместо отладки предыдущего примера можно добавить следующую строку в конец цикла for:

Измененный код будет выглядеть следующим образом:

Вывод должен выглядеть так:

PD работает, но имеет несколько недостатков по сравнению с отладкой дебаггером. Вы должны запускать всю программу каждый раз, когда хотите проверить значения переменных, а также помнить про удаление вызовов функций print().

Один из способов улучшить наш цикл – перебирать символы в word:

Заключение

Теперь вы знаете все об отладке с помощью DLE. Вы можете использовать этот принцип с различными дебагерами.

Обработка частых ошибок и исключений в Python. Интерпретация значений и ошибок

Процесс обработки исключений и ошибок в Python позволяет значительно увеличить устойчивость программного кода к отказам, из-за которых рабочий процесс программы может быть полностью остановлен. Чтобы понять, как правильно должен осуществляться процесс обработки погрешностей, необходимо рассмотреть наиболее распространенные ситуации.

Какие есть синтаксические ошибки (SyntaxError)

Перед тем как рассматривать процесс обработки исключений и то, для чего он предназначен, важно разобраться с тем, чем ошибки в Python отличаются от исключений. Основные отличия:

Если рассматривать официальную терминологию, иногда исключения в программном коде могут приравниваться к классу SyntaxError. Однако при подробном изучении документации Python все синтаксические погрешности относятся к группе ошибок, но не исключений.

При работе с различными языками программирования, пользователи очень часто сталкиваются с ошибками. При этом все они разные. Некоторые приводят к полной остановке работы, другие доступны для исправления при последующей настройке кода, следующие могут остаться незамеченными до тех пор, пока работа будет практически полностью законченной. Отдельной группой выделяются ошибки, возникающие в определенных ситуациях. Если брать во внимание все ошибки Python, их можно разделить на 3 группы:

К группе синтаксических ошибок относятся все погрешности, которые связаны с несоблюдением базовых правил написания языка программирования. Отслеживанием данных проблем занимается интерпретатор. После нахождения ошибки он сообщает об этом пользователю, указывает на участок кода с погрешностью.

На погрешность в программном коде интерпретатор указывает стрелкой вверх. Это значительно упрощает работу программиста, так как Python экономит его время на поиск погрешностей синтаксиса.

Недостаточно памяти (OutofMemoryError)

Подобные ошибки напрямую связаны с количеством оперативной памяти на компьютере. Погрешности “OutofMemoryError” входят в структуру данных “Heap”. Ошибки часто возникают, если к файлу добавлены крупные массивы программного кода, на обработку которых недостаточно памяти. Причины возникновения погрешностей “OutofMemoryError”:

Чтобы устранить данную ошибку, необходимо активировать функцию резервного исключения. Эта функция применяется в тех случаях, когда интерпретатор израсходовал всю доступную память, ему нужно прекратить выполнение текущей операции.

Сам Python в некоторых ситуациях может автоматически вызвать “OutofMemoryError”, за счет чего скрипт перехватывает сам себя, восстанавливает, решая ошибку.

Важно! Так как в Python применяется система управления памятью на базе языка C, после обработки исключений процессы восстанавливаются не всегда. Часто данное действие приводит к моментальному завершению рабочего процесса. По этой причине опытные программисты редко обрабатывают погрешности данной группы.

Ошибка рекурсии (RecursionError)

Данная погрешность возникает во время вызова функций, зависит от стека. Суть этой ошибки заключается в том, что стек имеет ограниченный размер, но внутри него выполняется множество методов. При этом один из них должен иметь бесконечную рекурсию.

Для воспроизведения данной погрешности, необходимо определить функцию “Recursion”. Она будет активировать себя в замкнутом цикле. За счет этого должна появиться ошибка с названием “StackOverflow”. Фрагмент кода как практический пример:

Ошибка отступа (IndentationError)

Изначально данную погрешность можно спутать с синтаксической. Однако она появляется только в тех случаях, когда при написании программного кода были неправильно оформлены отступы. Практический пример:

Какие бывают исключения

Исключения в Python называются те ошибки, которые не являются критическими для всего рабочего файла, но возникают при исполнении программного кода. В тех ситуациях, когда встроенный скрипт не может обработать исключение, рабочий процесс программы подлежит принудительной остановке. Отдельное внимание нужно уделить иерархии исключений. Все они берут свое начало от BaseException. По иерархии, все исключения разделяются на две группы:

Системные исключения обрабатываются только в крайнем случае, когда нужно получить определенный результат. При этом делать это должен программист со значительным опытом. Обыкновенные исключения нужно обрабатывать. Делать это самостоятельно может даже человек без значительного опыта в данной сфере. Типы системных исключений:

Без автоматического осуществления обработки будут возникать различные ошибки. Существует несколько наиболее популярных исключение, о которых необходимо поговорить подробнее.

Ошибка типа (TypeError)

Простой пример данной ошибки исключения будет приведен ниже:

Ошибка деления на ноль (ZeroDivisionError)

Еще одна популярная ошибка, возникающая в Python при выполнении арифметических вычислений:

Встроенные исключения

В Python присутствует 4 компонента для обработки исключений:

Схема встроенных исключений:

Классы встроенных исключений

Ошибка прерывания с клавиатуры (KeyboardInterrupt)

Погрешность с таким обозначением относится к группе встроенных. Данная ошибка активируется в том случае, если пользователь пытается остановить рабочий процесс программы определенными комбинациями клавиш – Ctrl+Z или же Ctrl+С (они прописываются через ядро Jupyter Notebook, еще один вариант – через командную строку). Обработка исключения KeyboardInterrupt осуществляется по следующему принципу:

Какие бывают стандартные ошибки (StandardError)

Чаще всего при работе в Python возникают базовые ошибки. Самые распространенные из них необходимо рассмотреть подробнее.

Арифметические ошибки (ArithmeticError)

К этой группе можно отнести несколько популярных погрешностей:

Данные ошибки отображаются при погрешностях в математических операциях.

Деление на ноль (ZeroDivisionError)

Данная ошибка возникает в том случае, если знаменатель или делитель равны нулю. Пример:

Переполнение (OverflowError)

Эта ошибка появляется, если конечный результат осуществляемого действия нарушает границы установленного заранее диапазона. Пример:

Ошибка утверждения (AssertionError)

Погрешность утверждения появляется в тех ситуациях, когда не верной оказывается инструкция утверждения. Как пример:

Ошибка атрибута (AttributeError)

Если определенного атрибута в программном коде не существует, а сама программа пытается на него сослаться, появится данная ошибка. Пример:

Ошибка импорта (ModuleNotFoundError)

Если программа пытается импортировать модуль, которого не существует по стандартному пути, появится ошибка “ModuleNotFound”. Пример:

Ошибка поиска (LookupError)

LockupError – считается основным классом для различных исключений. Данная ошибка выполняется в том случае, если ключи или индексы применяются для объединения или же последовательность для словаря или же перечисления является неверной (несуществующей). При этом может появиться две разновидности исключений – первая относится к индексу, вторая – к ключу.

Ошибка ключа

Иногда требуемых ключей может не оказаться в словаре. Если программа запрашивает к ним доступ, появится ошибка “KeyError”. Пример:

Ошибка индекса

Данная погрешность возникает, если программа отправляет запросы к индексу от рабочего списка, который находится за общим диапазоном данного списка или же его вообще нет. Из-за этого возникнет ошибка. Пример:

Ошибка памяти (MemoryError)

Данная погрешность уже описывалась выше. Она возникает в тех ситуациях, когда для совершения рабочих операций недостаточно памяти.

Ошибка имени (NameError)

Такая ошибка появляется в том случае, если программа не может найти local name или же global name. Пример:

Ошибка выполнения (Runtime Error)

Данная ошибка является базовой для “NotImplemented”. Пример:

Ошибка типа (TypeError)

Эта ошибка появляется в тех случаях, когда программа пытается совместить между собой несовместимые объекты или же операнды. Пример:

Ошибка значения (ValueError)

Когда на встроенную в программный код функцию или рабочую операцию приходит аргумент, который имеет корректный тип и одновременно с этим недопустимое значение, возникает ошибка “ValueError”. Пример:

Пользовательские исключения в Python

Python изначально имеет множество уже встроенных исключений, которые активируются в требуемых ситуациях. Однако, помимо тех исключений, которые уже есть в наличии, существует возможность запуска собственных. При этом они будут содержать сообщения для конкретных случаев.

Для того чтобы запустить пользовательское исключение, необходимо добавить в рабочий файл ключевое слово “raise”. Следующее действие – создание нового объекта, который имеет тип “Exception”.

Для создания пользовательского исключения необходимо сделать новый класс. При этом он должен быть унаследован от базового “Exception”. В появившемся конструкторе нужно прописать текст пользовательского исключения. Оно понадобится в тех случаях, когда пользователь начинает выполнять действия, не соответствующие программному алгоритму.

Какие есть недостатки обработки исключений в Python

Нельзя забывать о том, что у процесса применения исключений есть определенные недостатки. Один из них – замедление процесса работы программы, имеющей блоки “try-except”, при этом значительно увеличивается количество кода. Чтобы максимально эффективно применять возможность обработки исключений в Python, необходимо ограничить его применение, осуществлять его только в крайних случаях.

Варианты рабочего процесса программы – в нормальном режиме (без ошибок), при осуществлении процесса обработки и без него

Заключение

Если научиться пользоваться обработкой для различных исключений вовремя, можно остановить рабочий процесс программы, сделать код устойчивым к возникновению различных проблем. Дополнительно к этому процесс обработки исключений подготовит программный код к развертыванию.