# 11_error_handling.py - エラー処理と例外 # ===== 基本的な例外処理 ===== print("=== 基本的な例外処理 ===") # try-except文 try: result = 10 / 0 except ZeroDivisionError: print("エラー: ゼロで除算することはできません") # 複数の例外を処理 def safe_convert(value): try: return int(value) except ValueError: print(f"エラー: '{value}'は整数に変換できません") return None except TypeError: print(f"エラー: 型が不正です") return None print(f"\n変換結果: {safe_convert('123')}") print(f"変換結果: {safe_convert('abc')}") print(f"変換結果: {safe_convert(None)}") # ===== 例外の詳細情報 ===== print("\n=== 例外の詳細情報 ===") try: numbers = [1, 2, 3] print(numbers[10]) # IndexError except IndexError as e: print(f"エラーの種類: {type(e).__name__}") print(f"エラーメッセージ: {str(e)}") # 複数の例外を同時にキャッチ try: value = input("数値を入力してください（デモのため'abc'を使用）: ") value = 'abc' # デモ用 num = int(value) result = 100 / num except (ValueError, ZeroDivisionError) as e: print(f"入力エラー: {e}") # ===== else節とfinally節 ===== print("\n=== else節とfinally節 ===") def read_file_safely(filename): file = None try: file = open(filename, 'r') content = file.read() except FileNotFoundError: print(f"エラー: ファイル '{filename}' が見つかりません") return None except PermissionError: print(f"エラー: ファイル '{filename}' への読み取り権限がありません") return None else: # エラーが発生しなかった場合のみ実行 print("ファイルの読み取りに成功しました") return content finally: # エラーの有無に関わらず必ず実行 if file: file.close() print("ファイルをクローズしました") # 存在しないファイルを読み込もうとする read_file_safely("non_existent_file.txt") # ===== 例外の再発生 ===== print("\n=== 例外の再発生 ===") def process_data(data): try: # データ処理のシミュレーション if not data: raise ValueError("データが空です") return data.upper() except ValueError: print("データ処理中にエラーが発生しました") raise # 例外を再発生させる try: process_data("") except ValueError as e: print(f"上位でキャッチ: {e}") # ===== カスタム例外 ===== print("\n=== カスタム例外 ===") class ValidationError(Exception): """バリデーションエラー用のカスタム例外""" pass class AgeValidationError(ValidationError): """年齢バリデーション用の例外""" def __init__(self, age, message="年齢が不正です"): self.age = age self.message = f"{message}: {age}" super().__init__(self.message) def validate_age(age): if not isinstance(age, int): raise TypeError("年齢は整数である必要があります") if age < 0: raise AgeValidationError(age, "年齢は0以上である必要があります") if age > 150: raise AgeValidationError(age, "年齢が現実的ではありません") return True # カスタム例外のテスト test_ages = [25, -5, 200, "30"] for age in test_ages: try: validate_age(age) print(f"年齢 {age} は有効です") except AgeValidationError as e: print(f"年齢エラー: {e}") except TypeError as e: print(f"型エラー: {e}") # ===== アサーション ===== print("\n=== アサーション ===") def calculate_average(numbers): assert len(numbers) > 0, "リストが空です" assert all(isinstance(n, (int, float)) for n in numbers), "数値以外が含まれています" return sum(numbers) / len(numbers) try: print(f"平均: {calculate_average([1, 2, 3, 4, 5])}") print(f"平均: {calculate_average([])}") # AssertionError except AssertionError as e: print(f"アサーションエラー: {e}") # ===== コンテキストマネージャーでのエラー処理 ===== print("\n=== コンテキストマネージャー ===") class DatabaseConnection: def __enter__(self): print("データベースに接続しました") return self def __exit__(self, exc_type, exc_value, traceback): if exc_type: print(f"エラーが発生しました: {exc_value}") print("ロールバックを実行します") else: print("コミットを実行します") print("データベース接続を閉じました") return False # 例外を伝播させる # 正常なケース print("正常なケース:") with DatabaseConnection() as db: print("データを処理中...") # エラーが発生するケース print("\nエラーケース:") try: with DatabaseConnection() as db: print("データを処理中...") raise ValueError("データが不正です") except ValueError: print("エラーを処理しました") # ===== 実用的な例 ===== print("\n=== 実用的な例 ===") # 1. 堅牢な入力処理 def get_user_input(prompt, validator=None, max_attempts=3): """ユーザー入力を取得し、バリデーションを行う""" for attempt in range(max_attempts): try: # デモ用の入力値 if attempt == 0: value = "abc" # 最初は無効な値 else: value = "25" # 2回目は有効な値 print(f"\n{prompt} (入力値: {value})") if validator: value = validator(value) return value except Exception as e: remaining = max_attempts - attempt - 1 if remaining > 0: print(f"エラー: {e}") print(f"残り{remaining}回入力できます") else: print("最大試行回数に達しました") raise # 使用例 try: age = get_user_input("年齢を入力してください:", int) print(f"入力された年齢: {age}") except: print("有効な入力が得られませんでした") # 2. リトライ機能付き関数 import time import random def retry(max_attempts=3, delay=1): """リトライデコレータ""" def decorator(func): def wrapper(*args, **kwargs): last_exception = None for attempt in range(max_attempts): try: return func(*args, **kwargs) except Exception as e: last_exception = e if attempt < max_attempts - 1: print(f"試行 {attempt + 1} 失敗: {e}") print(f"{delay}秒後にリトライします...") time.sleep(delay) else: print(f"すべての試行が失敗しました") raise last_exception return wrapper return decorator @retry(max_attempts=3, delay=0.5) def unstable_network_call(): """不安定なネットワーク呼び出しのシミュレーション""" if random.random() < 0.7: # 70%の確率で失敗 raise ConnectionError("ネットワークエラー") return "成功！" print("\n不安定な処理のリトライ:") try: result = unstable_network_call() print(f"結果: {result}") except ConnectionError: print("最終的に失敗しました") # 3. ログ機能付きエラーハンドラ import logging from datetime import datetime # ログの設定 logging.basicConfig( level=logging.INFO, format='%(asctime)s - %(levelname)s - %(message)s' ) def log_errors(func): """エラーをログに記録するデコレータ""" def wrapper(*args, **kwargs): try: return func(*args, **kwargs) except Exception as e: logging.error(f"{func.__name__}でエラー発生: {e}") raise return wrapper @log_errors def risky_operation(x, y): """エラーが発生する可能性のある処理""" if y == 0: raise ValueError("ゼロ除算は許可されていません") return x / y print("\nログ機能付きエラー処理:") try: result = risky_operation(10, 0) except ValueError: print("エラーがログに記録されました") # ===== エラー処理のベストプラクティス ===== print("\n=== エラー処理のベストプラクティス ===") best_practices = """ 1. 具体的な例外をキャッチする（Exception は最後の手段） 2. エラーメッセージは分かりやすく具体的に 3. finally節でリソースのクリーンアップを行う 4. 適切なログを残す 5. ユーザーフレンドリーなエラーメッセージを表示 6. エラーを握りつぶさない（適切に処理または再発生） 7. カスタム例外は基底例外クラスから継承 """ print(best_practices)