Python 3 - Lernen und professionell anwenden

Kapitel 21

Fehler finden und vermeiden

576

Tritt eine Ausnahme auf, erscheint im Shell-Fenster eine Fehlermeldung mit folgenden

Informationen:

쐽 Eine Beschreibung des Ortes im Programmtext, wo der Fehler auftrat (aufgerufene

Funktion, Zeilennummer)

쐽 Name der Exception, d.h. der Ausnahmetyp (z.B. TypeError)

쐽 ein »assoziierter Wert« – in der Regel eine kurze Erläuterung des Fehlers

Beispiel:

In diesem Fall ist der Name der Exception

IOError und der zugeordnete Wert die Zeichen-

kette

No such file or directory: 'gibtsnicht.txt'.

Sie erkennen, dass das Exception-Objekt wertvolle Information enthält, die die Lokalisie-

rung der Fehlerquelle erleichtert. Im obigen Beispiel wurde versucht, eine Datei zum Lesen

zu öffnen, die nicht existierte.

21.1.2 Testen von Vor- und Nachbedingungen mit assert

Ein Programm nennt man logisch korrekt, wenn es das leistet, was es leisten soll. Nun ist

es bei einem großen Programm leider ziemlich schwierig zu beweisen, dass es logisch kor-

Exception Erläuterung

AssertionError

Entsteht, wenn eine Zusicherung (assert) nicht zutrifft

>>> assert 1 == 2

AttributError

Entsteht, wenn man auf ein Attribut eines Objektes zugreifen will,

das es nicht gibt.

IndexError

Tritt auf, wenn beim Zugriff auf ein Sequenz-Item der angegebene

Index in der Sequenz nicht existiert.

IOError

Entsteht, wenn eine Ein-/Ausgabe-Operation misslingt (Zugriff auf

eine nicht existierende Datei etc.).

KeyError

Tritt auf, wenn ein Schlüssel eines Dictionarys nicht gefunden wird.

NameError

Wird erzeugt, wenn ein Name in den lokalen und globalen Symbolta-

bellen nicht existiert. Der assoziierte Wert ist der unbenannte Name.

TypeError

Entsteht, wenn ein Operator oder eine Funktion auf ein Objekt eines

ungeeigneten Typs angewendet wird.

ValueError

Entsteht, wenn ein ungeeigneter Wert verwendet wurde.

ZeroDivisionError

Tritt auf, w enn versucht wurde, durch null zu dividieren.

Tabelle 21.1: Einige Ausnahme-Typen

>>> f = open('gibtsnicht.txt', 'r')

Traceback (most recent call last):

File "<pyshell#1>", line 1, in <module>

f = open('gibtsnicht.txt', 'r')

IOError: [Errno 2] No such file or directory: 'gibtsnicht.txt'

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21.1

Testen von Bedingungen

rekt ist. Und in der Praxis sind umfangreiche Programme niemals ganz fehlerfrei. Sie wis-

sen, dass auch teure kommerzielle Software manchmal abstürzt – eine Folge logischer

Fehler.

Wenn man sorgfältig programmiert, kann man jedoch das Fehlerrisiko einschränken. In

diesem Abschnitt geht es um eine Technik, die man das Testen von Vor- und Nachbedingungen

nennt. Ein strukturiertes Python-Programm enthält viele Funktionsdefinitionen und Klas-

sendefinitionen, die Methodendefinitionen enthalten. Wenn alle diese einzelnen Funktio-

nen und Methoden – jeweils für sich – unter allen Bedingungen korrekt arbeiten, dann sind

die Aussichten sehr gut, dass auch das gesamte Programm logisch korrekt ist.

Eine Funktion oder Methode verarbeitet Eingabedaten, die ihr als Argumente übergeben

worden sind, und liefert ein Ergebnis. In der Regel arbeitet sie nur dann korrekt, wenn die

Eingabedaten bestimmten Bedingungen genügen. Die Konjunktion (und-Verknüpfung)

dieser Bedingungen nennt man Vorbedingung.

Entsprechend gibt es auch Nachbedingungen. Sie definieren das, was die Funktion oder

Methode leisten soll. Ist immer dann, wenn die Vorbedingung erfüllt ist, auch die Nach-

bedingung erfüllt, arbeitet die Funktion korrekt.

Abb. 21.1: Mit assert-Statements schützt man eine Funktion vor ungeeigneten Eingaben.

Das Testen von Vorbedingungen kann man mit dem Sicherheitscheck des Handgepäcks am

Flughafen vergleichen. Zugelassen werden nur Gepäckstücke, die bestimmte Bedingungen

erfüllen, z.B. (Lufthansa)

쐽 Größe maximal 55 cm x 40 cm x 23 cm

쐽 nicht schwerer als 8 kg

쐽 enthält keine spitzen Gegenstände (Messer, Scheren)

쐽 enthält keine Druckgefäße

쐽 enthält keine Behälter mit mehr als 100 ml Flüssigkeit

Bei Python können Sie Vor- und Nachbedingungen mit der

assert-Anweisung testen.

Das englische Verb assert heißt zusichern. Eine

assert-Anweisung sichert zu, dass eine

bestimmte Bedingung erfüllt ist (also wahr ist). Sie hat (im einfachsten Fall) folgendes

Format:

assert bedingung

Kapitel 21

Fehler finden und vermeiden

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Dabei ist bedingung ein boolescher Ausdruck, der wahr oder falsch sein kann. Wenn die

Bedingung nicht erfüllt ist, bricht das Programm mit einer Fehlermeldung ab. Hier einige

einfache Beispiele für Funktionen:

Die folgende Funktion entfernt das kleinste Element aus einer Liste. Die

assert-Anweisun-

gen testen, ob das als Argument übergebene Objekt eine nichtleere Liste ist.

Die folgende Funktion berechnet die »Diversität« einer Kollektion, damit ist die Anzahl

unterschiedlicher Elemente gemeint.

Hier einige Beispielaufrufe:

Die Besonderheit der Funktion ist, dass sie für alle Arten von Kollektionen gilt. Das heißt,

als Argument kann z.B. eine Liste, ein Tupel, eine Zeichenkette oder eine Menge übergeben

werden. In jedem Fall liefert die Funktion ein sinnvolles Ergebnis. Das als Argument über-

gebene Objekt muss iterierbar sein, das heißt, es muss eine Methode namens

__iter__

besitzen, die einen Iterator liefert. Genau dies wird im assert-Statement mit der Standard-

funktion

hasattr() getestet (Zeile #1).

Da bei Python Variablennamen nicht fest an Typen gebunden sind, spielen Überprüfungen

des Typs eine besondere Rolle. Wenn Sie nicht die genaue Bezeichnung eines Typs kennen,

verwenden Sie einfach die Funktion

type() und ein Exemplar des gesuchten Typs. Dazu

einige Beispiele.

Das Objekt x ist eine ganze Zahl:

def entferneMin(s):

assert type(s) == list

assert len(s) > 0

m = min(s)

s.remove(m)

def diversität(s):

assert hasattr(s, "__iter__") #1

menge = set(s)

return len(menge)

>>> diversität("Panama")

4

>>> diversität([1, 2, 3, 4, 5])

5

>>> diversität((1, 1, 1, 1))

1

assert type(x) == type(1)