MENU
  1. ホーム
  2. Python
  3. エラー
  4. 例外処理
  5. 【Python】例外処理を使ってプログラムを止めずに継続する方法を解説

【Python】例外処理を使ってプログラムを止めずに継続する方法を解説

例外処理

Pythonプログラミングを学ぶ中で、エラーや問題に直面することは避けられません。

この記事では、プログラムがエラーで止まらないようにするための「例外処理」について解説します。

具体的な例を交えながら、ファイル操作、ネットワーク操作、データベース操作における例外処理の方法をわかりやすく説明します。

目次から探す

例外処理とは

プログラムを作成する際、予期しないエラーや問題が発生することがあります。

これらのエラーは「例外」と呼ばれ、適切に処理しないとプログラムがクラッシュしてしまうことがあります。

例外処理は、これらのエラーを適切にキャッチし、プログラムの実行を継続するための方法です。

例外とは何か

例外とは、プログラムの実行中に発生する予期しないエラーや問題のことを指します。

例えば、ファイルが存在しない場合にファイルを読み込もうとすると、FileNotFoundErrorという例外が発生します。

また、ゼロで割り算を行おうとすると、ZeroDivisionErrorという例外が発生します。

これらの例外は、プログラムの正常な実行を妨げる可能性があるため、適切に処理する必要があります。

例外の例を以下に示します。

# ファイルが存在しない場合の例外
file = open('non_existent_file.txt', 'r')

このコードを実行すると、以下のようなエラーメッセージが表示されます。

FileNotFoundError: [Errno 2] No such file or directory: 'non_existent_file.txt'

例外処理の重要性

例外処理は、プログラムの信頼性と安定性を向上させるために非常に重要です。

例外を適切に処理することで、プログラムが予期しないエラーでクラッシュするのを防ぎ、ユーザーに対して適切なエラーメッセージを表示することができます。

また、例外処理を行うことで、プログラムの実行を継続し、エラーが発生しても他の部分の処理を続けることができます。

例えば、ファイルの読み込みに失敗した場合でも、プログラムの他の部分が正常に動作するようにすることができます。

以下に例を示します。

try:
    file = open('non_existent_file.txt', 'r')
except FileNotFoundError:
    print('ファイルが見つかりませんでした。')

このコードを実行すると、以下のようなメッセージが表示され、プログラムはクラッシュせずに実行を続けます。

ファイルが見つかりませんでした。

このように、例外処理を適切に行うことで、プログラムの信頼性とユーザーエクスペリエンスを向上させることができます。

Pythonにおける例外処理の基本

Pythonでは、例外処理を使ってプログラムのエラーをキャッチし、適切に対処することができます。

これにより、プログラムが予期せぬエラーで停止するのを防ぎ、エラー発生後もプログラムを継続させることが可能です。

try-except文の基本構文

Pythonの例外処理は主にtryとexceptを使って行います。

基本的な構文は以下の通りです。

try:
    # 例外が発生する可能性のあるコード
except 例外の種類:
    # 例外が発生した場合の処理

例えば、ゼロ除算の例外をキャッチする場合は次のようになります。

try:
    result = 10 / 0
except ZeroDivisionError:
    print("ゼロで割ることはできません")

このコードを実行すると、ZeroDivisionErrorが発生した場合に「ゼロで割ることはできません」というメッセージが表示されます。

例外の種類と対応方法

Pythonには多くの標準例外が用意されており、それぞれ異なるエラー状況に対応しています。

ここでは、標準例外とユーザー定義例外について説明します。

標準例外

標準例外はPythonが提供する一般的なエラーの種類です。

以下にいくつかの代表的な標準例外を示します。

例外名説明
ZeroDivisionErrorゼロ除算が行われたときに発生します。
ValueError無効な値が渡されたときに発生します。
TypeError無効な型の操作が行われたときに発生します。
IndexErrorシーケンスの範囲外のインデックスがアクセスされたときに発生します。

例えば、ValueErrorをキャッチするコードは次のようになります。

try:
    number = int("abc")
except ValueError:
    print("無効な値が入力されました")

このコードを実行すると、「無効な値が入力されました」というメッセージが表示されます。

ユーザー定義例外

標準例外だけでは対応できない特定のエラー状況に対しては、ユーザー定義例外を作成することができます。

ユーザー定義例外は、標準のExceptionクラスを継承して作成します。

以下にユーザー定義例外の例を示します。

class CustomError(Exception):
    pass
try:
    raise CustomError("これはカスタム例外です")
except CustomError as e:
    print(e)

このコードを実行すると、「これはカスタム例外です」というメッセージが表示されます。

ユーザー定義例外を使うことで、特定のエラー状況に対してより柔軟に対応することができます。

以上が、Pythonにおける例外処理の基本的な方法です。

次に、例外処理を使ってプログラムを止めずに継続する方法について詳しく見ていきましょう。

例外処理を使ったプログラムの継続

例外発生時のプログラムの流れ

プログラムが実行される際、予期しないエラーが発生することがあります。

これを「例外」と呼びます。

例外が発生すると、通常はプログラムが停止してしまいます。

しかし、Pythonの例外処理を使うことで、例外が発生してもプログラムを継続させることができます。

例外が発生した場合、Pythonは以下の流れで処理を行います：

  1. tryブロック内のコードを実行する。
  2. 例外が発生した場合、exceptブロックに制御が移る。
  3. exceptブロック内のコードを実行する。
  4. finallyブロックがあれば、例外の有無に関わらず実行される。

例外をキャッチして処理を続行する方法

単一の例外をキャッチする

単一の例外をキャッチする場合、exceptブロックで特定の例外を指定します。

以下は、ゼロ除算エラーをキャッチして処理を続行する例です。

try:
    result = 10 / 0
except ZeroDivisionError:
    print("ゼロで割ることはできません。")
print("プログラムは継続しています。")

このコードを実行すると、ゼロ除算エラーが発生しますが、exceptブロックでキャッチされるため、プログラムは停止せずに「プログラムは継続しています。」と表示されます。

複数の例外をキャッチする

複数の例外をキャッチする場合、exceptブロックを複数用意するか、タプルを使って複数の例外を一度にキャッチすることができます。

try:
    result = 10 / 0
except (ZeroDivisionError, ValueError):
    print("ゼロ除算エラーまたは値エラーが発生しました。")
print("プログラムは継続しています。")

このコードでは、ZeroDivisionErrorとValueErrorのどちらかが発生した場合でも、例外がキャッチされ、プログラムは継続します。

例外処理のベストプラクティス

適切な例外のキャッチ

例外処理を行う際には、適切な例外をキャッチすることが重要です。

すべての例外をキャッチするために、exceptブロックを空にすることは避けるべきです。

これにより、予期しないエラーが隠れてしまう可能性があります。

try:
    result = 10 / 0
except ZeroDivisionError:
    print("ゼロで割ることはできません。")
except Exception as e:
    print(f"予期しないエラーが発生しました: {e}")

このように、特定の例外をキャッチした後、一般的な例外をキャッチすることで、予期しないエラーも適切に処理できます。

ログの活用

例外が発生した際には、エラーメッセージをログに記録することが重要です。

これにより、後で問題を特定しやすくなります。

Pythonのloggingモジュールを使うと、簡単にログを記録できます。

import logging
logging.basicConfig(level=logging.ERROR)
try:
    result = 10 / 0
except ZeroDivisionError as e:
    logging.error(f"ゼロ除算エラーが発生しました: {e}")
print("プログラムは継続しています。")

このコードでは、ゼロ除算エラーが発生した際にエラーメッセージがログに記録され、プログラムは継続します。

ログを活用することで、エラーの発生状況を後で確認することができます。

実践例

ここでは、具体的な例を通じてPythonの例外処理をどのように活用するかを解説します。

ファイル操作、ネットワーク操作、データベース操作の3つのシナリオを取り上げ、それぞれの例外処理方法を見ていきます。

ファイル操作における例外処理

ファイル操作はプログラムでよく行われる処理の一つです。

しかし、ファイルが存在しない、読み取り権限がないなどの理由でエラーが発生することがあります。

これらのエラーを適切に処理することで、プログラムを止めずに継続することができます。

ファイルの読み込み

ファイルの読み込み時に発生する可能性のある例外には、FileNotFoundErrorやPermissionErrorなどがあります。

以下の例では、これらの例外をキャッチして処理を続行する方法を示します。

try:
    with open('example.txt', 'r') as file:
        content = file.read()
        print(content)
except FileNotFoundError:
    print("ファイルが見つかりませんでした。")
except PermissionError:
    print("ファイルの読み取り権限がありません。")
except Exception as e:
    print(f"予期しないエラーが発生しました: {e}")

このコードでは、example.txtというファイルを読み込もうとしていますが、ファイルが存在しない場合や読み取り権限がない場合に適切なメッセージを表示します。

ファイルの書き込み

ファイルの書き込み時にも同様に例外が発生する可能性があります。

以下の例では、PermissionErrorやその他の例外をキャッチして処理を続行する方法を示します。

try:
    with open('example.txt', 'w') as file:
        file.write("これはテストです。")
except PermissionError:
    print("ファイルの書き込み権限がありません。")
except Exception as e:
    print(f"予期しないエラーが発生しました: {e}")

このコードでは、example.txtというファイルに書き込もうとしていますが、書き込み権限がない場合に適切なメッセージを表示します。

ネットワーク操作における例外処理

ネットワーク操作は、外部のリソースにアクセスするために必要ですが、接続エラーやタイムアウトなどの例外が発生することがあります。

これらの例外を適切に処理することで、プログラムを止めずに継続することができます。

HTTPリクエストの例外処理

HTTPリクエストを行う際には、requestsライブラリを使用することが一般的です。

以下の例では、requestsライブラリを使用してHTTPリクエストを行い、例外をキャッチして処理を続行する方法を示します。

import requests
try:
    response = requests.get('https://example.com')
    response.raise_for_status()  # ステータスコードが200でない場合に例外を発生させる
    print(response.text)
except requests.exceptions.HTTPError as http_err:
    print(f"HTTPエラーが発生しました: {http_err}")
except requests.exceptions.ConnectionError as conn_err:
    print(f"接続エラーが発生しました: {conn_err}")
except requests.exceptions.Timeout as timeout_err:
    print(f"タイムアウトエラーが発生しました: {timeout_err}")
except requests.exceptions.RequestException as req_err:
    print(f"予期しないエラーが発生しました: {req_err}")

このコードでは、https://example.comにHTTPリクエストを送信し、さまざまな例外をキャッチして適切なメッセージを表示します。

ソケット通信の例外処理

ソケット通信を行う際には、socketライブラリを使用します。

以下の例では、ソケット通信中に発生する可能性のある例外をキャッチして処理を続行する方法を示します。

import socket
try:
    s = socket.socket(socket.AF_INET, socket.SOCK_STREAM)
    s.connect(('example.com', 80))
    s.sendall(b'GET / HTTP/1.1\r\nHost: example.com\r\n\r\n')
    response = s.recv(4096)
    print(response.decode('utf-8'))
except socket.timeout:
    print("タイムアウトエラーが発生しました。")
except socket.error as sock_err:
    print(f"ソケットエラーが発生しました: {sock_err}")
finally:
    s.close()

このコードでは、example.comに対してソケット通信を行い、タイムアウトエラーやその他のソケットエラーをキャッチして適切なメッセージを表示します。

データベース操作における例外処理

データベース操作は、データの保存や取得に必要ですが、接続エラーやクエリエラーなどの例外が発生することがあります。

これらの例外を適切に処理することで、プログラムを止めずに継続することができます。

接続エラーの処理

データベースに接続する際には、sqlite3ライブラリを使用することが一般的です。

以下の例では、データベース接続時に発生する可能性のある例外をキャッチして処理を続行する方法を示します。

import sqlite3
try:
    conn = sqlite3.connect('example.db')
    print("データベースに接続しました。")
except sqlite3.OperationalError as op_err:
    print(f"接続エラーが発生しました: {op_err}")
except Exception as e:
    print(f"予期しないエラーが発生しました: {e}")

このコードでは、example.dbというデータベースに接続し、接続エラーやその他の例外をキャッチして適切なメッセージを表示します。

クエリエラーの処理

データベースに対してクエリを実行する際にも例外が発生することがあります。

以下の例では、クエリ実行時に発生する可能性のある例外をキャッチして処理を続行する方法を示します。

import sqlite3
try:
    conn = sqlite3.connect('example.db')
    cursor = conn.cursor()
    cursor.execute("SELECT * FROM non_existent_table")
    rows = cursor.fetchall()
    for row in rows:
        print(row)
except sqlite3.OperationalError as op_err:
    print(f"クエリエラーが発生しました: {op_err}")
except Exception as e:
    print(f"予期しないエラーが発生しました: {e}")
finally:
    conn.close()

このコードでは、存在しないテーブルに対してクエリを実行し、クエリエラーやその他の例外をキャッチして適切なメッセージを表示します。

以上のように、例外処理を適切に行うことで、プログラムを止めずに継続することができます。

ファイル操作、ネットワーク操作、データベース操作の各シナリオでの例外処理方法を理解し、実践することで、より堅牢なプログラムを作成することができます。

目次に戻る

当サイトはリンクフリーです。出典元を明記していただければ、ご自由に引用していただいて構いません。

例外処理

関連記事

目次から探す