#!/usr/bin/env python
# coding: utf-8

# # 例外

# ## 例外の捕捉

# 以下のコードは数値を$0$で割るため、実行するとエラー（例外）が発生する。

# In[1]:


2. / 0


# プログラム中でエラーが発生したときは、例外クラスのオブジェクトが作成・送出される。例えば、上の例では[ZeroDivisionError](https://docs.python.org/ja/3/library/exceptions.html#ZeroDivisionError)という例外クラスのオブジェクトが`'float division by zero'`というメッセージ付きで送出されている。
# 
# プログラムの実行中に例外が発生するとPythonインタプリタの実行が直ちに停止されるが、 [try](https://docs.python.org/ja/3/reference/compound_stmts.html#the-try-statement)文およびexcept節を用いて、例外をプログラム中で捕捉することも可能である。

# In[2]:


try:
    2. / 0
except ZeroDivisionError as e:
    print('ゼロ除算:', e)


# try文を用いても、except節で指定した例外クラス以外の例外が発生した場合は、except節は実行されずPythonインタプリタの実行が止まってしまう。以下のプログラムで発生する例外は[OverflowError](https://docs.python.org/ja/3/library/exceptions.html#OverflowError)であるため、ZeroDivisionErrorに関するexcept節では捕捉しきれない。

# In[3]:


try:
    2. ** 1024
except ZeroDivisionError as e:
    print(e)


# except節を複数並べることで、異なる複数の例外に対する処理を記述できる。

# In[4]:


try:
    2. ** 1024
except ZeroDivisionError as e:
    print('ゼロ除算:', e)
except OverflowError as e:
    print('オーバーフロー:', e)


# In[5]:


try:
    2. / 0
except ZeroDivisionError as e:
    print('ゼロ除算:', e)
except OverflowError as e:
    print('オーバーフロー:', e)


# except節に例外クラスをタプルとしてまとめることで、異なる複数の例外に対する処理をまとめて記述できる。

# In[6]:


try:
    2. ** 1024
except (ZeroDivisionError, OverflowError) as e:
    print('例外:', type(e), e)


# In[7]:


try:
    2. / 0
except (ZeroDivisionError, OverflowError) as e:
    print('例外:', type(e), e)


# なお、ZeroDivisionErrorやOverflowErrorなどの組み込み例外の基底クラスは[Exception](https://docs.python.org/ja/3/library/exceptions.html#Exception)であるため、except節でExceptionクラスを指定すると、異なる種類の例外をまとめて捕捉できる。

# In[8]:


try:
    2. ** 1024
except Exception as e:
    print('例外:', type(e), e)


# In[9]:


try:
    2. / 0
except Exception as e:
    print('例外:', type(e), e)


# ## 例外の送出

# [raise](https://docs.python.org/ja/3/reference/simple_stmts.html#raise)文を用いると、自分で実装したコードの中から例外を送出できる。

# In[10]:


def timestamp(hour, minute, second):
    if hour < 0 or 24 <= hour:
        raise ValueError("引数hourは0 <= hour < 24を満たす必要があります")
    if minute < 0 or 60 <= minute:
        raise ValueError("引数minuteは0 <= minute < 60を満たす必要があります")
    if second < 0 or 60 <= second:
        raise ValueError("引数secondは0 <= second < 60を満たす必要があります")
    return hour * 3600 + minute * 60 + second


# In[11]:


timestamp(2, 43, 70)


# 関数の呼び出し側にtry文を埋め込み、例外を捕捉することも可能である。

# In[12]:


try:
    timestamp(48, 0, 0)
except Exception as e:
    print('例外:', type(e), e)


# 例外クラスを自分で定義することもできる。ユーザ定義の例外クラスは[Exception](https://docs.python.org/ja/3/library/exceptions.html#Exception)を継承する必要がある。

# In[13]:


class TimestampError(Exception):
    pass

def timestamp(hour, minute, second):
    if hour < 0 or 24 <= hour:
        raise TimestampError("引数hourは0 <= hour < 24を満たす必要があります")
    if minute < 0 or 60 <= minute:
        raise TimestampError("引数minuteは0 <= minute < 60を満たす必要があります")
    if second < 0 or 60 <= second:
        raise TimestampError("引数secondは0 <= second < 60を満たす必要があります")
    return hour * 3600 + minute * 60 + second


# In[14]:


timestamp(1, 95, 22)


# 今回の引数チェックの場合、`hour`, `minute`, `second`のそれぞれに対し、別の例外クラスを定義するのも一案である。

# In[15]:


class TimestampError(Exception):
    pass

class TimestampHourError(TimestampError):
    pass

class TimestampMinuteError(TimestampError):
    pass

class TimestampSecondError(TimestampError):
    pass

def timestamp(hour, minute, second):
    if hour < 0 or 24 <= hour:
        raise TimestampHourError("引数hourは0 <= hour < 24を満たす必要があります")
    if minute < 0 or 60 <= minute:
        raise TimestampMinuteError("引数minuteは0 <= minute < 60を満たす必要があります")
    if second < 0 or 60 <= second:
        raise TimestampSecondError("引数secondは0 <= second < 60を満たす必要があります")
    return hour * 3600 + minute * 60 + second


# In[16]:


try:
    timestamp(2, 68, 0)
except Exception as e:
    print('例外:', type(e), e)


# なお、デバッグ目的であれば[assert](https://docs.python.org/ja/3/reference/simple_stmts.html#the-assert-statement)文を使い、引数の値をチェック（テスト）して、違反していたら[AssertionError](https://docs.python.org/ja/3/library/exceptions.html#AssertionError)を送出することもできる。

# In[17]:


def timestamp(hour, minute, second):
    assert 0 <= hour < 24, "引数hourは0 <= hour < 24を満たす必要があります"
    assert 0 <= minute < 60, "引数minuteは0 <= minute < 60を満たす必要があります"
    assert 0 <= second < 60, "引数secondは0 <= second < 60を満たす必要があります"
    return hour * 3600 + minute * 60 + second


# In[18]:


timestamp(2, 43, 70)


# ## よく見かける例外

# 文法エラー

# In[19]:


2 / / 1


# インデントの間違い

# In[20]:


for i in range(10):
    if i % 2 == 0:
    print('even')


# オーバーフロー

# In[21]:


2. ** 1024


# 未定義の変数

# In[22]:


a * 2


# 範囲外のインデックス

# In[23]:


x = [1, 2, 3]
x[4]


# キーが見つからない

# In[24]:


y = {'one': 1, 'two': 2, 'three': 3}
y['four']


# 型の不整合

# In[25]:


x + y


# ファイルが見つからない

# In[26]:


open('hoge.txt')


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