Manejo de Excepciones y Errores en Python

Los errores y las excepciones pueden provocar un comportamiento inesperado o incluso detener la ejecución de un programa. Python proporciona varias funciones y mecanismos para tratar estos problemas y mejorar la solidez del código. En este tutorial, aprenderemos varios tipos de error y funciones incorporadas con ejemplos. 

Un error es un problema en un programa que impide que éste complete su tarea. En comparación, una excepción es una condición que interrumpe el flujo normal del programa. Tanto los errores como las excepciones son un tipo de error en tiempo de ejecución, lo que significa que se producen durante la ejecución de un programa. 

En palabras sencillas, el error es un problema crítico que una aplicación normal no debe captar, mientras que una excepción es una condición que un programa debe captar. 

Vamos a aprender más sobre errores y excepciones viendo varios ejemplos. Para ejecutarlos fácilmente, puedes crear gratuitamente un libro de trabajo DataLab que tenga Python preinstalado y contenga todos los ejemplos de código.

Errores en Python

Aquí tienes un ejemplo de error sintáctico en el que un retorno fuera de la función no significa nada. No debemos tratar los errores en un programa. En su lugar, debemos crear una función que devuelva la cadena. 

return "DataCamp"

Input In [1]
    return "DataCamp"
    ^
SyntaxError: 'return' outside function

Hemos creado la función pero con una sangría incorrecta. No debemos tratar los errores de sangría en tiempo de ejecución. Podemos hacerlo manualmente o utilizar herramientas de formateo de código.

def fun():
return "DataCamp"    

Input In [2]
    return "DataCamp"
    ^
IndentationError: expected an indented block

Excepciones en Python

Hemos encontrado un ZeroDivisionError (Excepción). Podemos manejarlo en tiempo de ejecución utilizando los bloques try y except.

test = 1/0

---------------------------------------------------------------------------
ZeroDivisionError                         Traceback (most recent call last)
Input In [4], in <cell line: 1>()
----> 1 test = 1/0

ZeroDivisionError: division by zero

NameError Las excepciones son bastante frecuentes cuando no se encuentra una variable. También podemos tratar la excepción sustituyendo la variable o imprimiendo la advertencia. 

y = test

---------------------------------------------------------------------------
NameError                                 Traceback (most recent call last)
Input In [5], in <cell line: 1>()
----> 1 y = test

NameError

Excepciones incorporadas en Python

Aquí tienes la lista de excepciones por defecto de Python con sus descripciones:

1. AssertionError: cuando falla la sentencia assert.
2. EOFError: se activa cuando la función input() cumple la condición de fin de archivo.
3. AttributeError: se produce cuando falla la asignación o la referencia del atributo.
4. TabError: se plantea cuando las sangrías consisten en tabulaciones o espacios incoherentes. 
5. ImportError: se produce cuando falla la importación del módulo. 
6. IndexError: se produce cuando el índice de una secuencia está fuera de rango
7. KeyboardInterrupt: se activa cuando el usuario introduce teclas de interrupción (Ctrl + C o Supr).
8. RuntimeError: se produce cuando un error no entra en ninguna categoría. 
9. NameError: aparece cuando no se encuentra una variable en el ámbito local o global. 
10. MemoryError: se activa cuando los programas se quedan sin memoria. 
11. ValueError: se produce cuando la operación o función recibe un argumento con el tipo correcto pero el valor incorrecto. 
12. ZeroDivisionError: que aparece cuando divides un valor o una variable por cero. 
13. SyntaxError: planteado por el analizador sintáctico cuando la sintaxis de Python es incorrecta. 
14. IndentationError: se produce cuando hay una sangría incorrecta.
15. SystemError: se produce cuando el intérprete detecta un error interno.

Puedes encontrar una lista completa de errores y excepciones en Python leyendo la documentación. 

Aprende sobre las excepciones en Python siguiendo nuestro curso de Programación Orientada a Objetos en Python. Te enseñará a crear clases y a aprovechar la herencia y el polimorfismo para reutilizar y optimizar el código.

Manejo de excepciones con try, except, else y finally

Después de conocer los errores y las excepciones, aprenderemos a manejarlos utilizando los bloques try, except, else, y finally. 

Entonces, ¿qué queremos decir con manejarlos? En circunstancias normales, estos errores detendrán la ejecución del código y mostrarán el mensaje de error. Para crear sistemas estables, tenemos que anticiparnos a estos errores e idear soluciones alternativas o mensajes de advertencia. 

En esta sección, aprenderemos qué hace cada bloque y cómo podemos utilizarlos para escribir código robusto. 

La sentencia try y except 

La forma más sencilla de manejar excepciones en Python es utilizando el bloque try y except.  

1. Ejecuta el código bajo la declaración try.
2. Cuando se produzca una excepción, ejecuta el código bajo la sentencia except. 

En lugar de detenernos ante un error o una excepción, nuestro código avanzará hacia soluciones alternativas. 

Ejemplo sencillo

En el primer ejemplo, intentaremos imprimir la variable indefinida x. En circunstancias normales, debería lanzar el error y detener la ejecución, pero con el bloque try y except, podemos cambiar el comportamiento del flujo. 

• El programa ejecutará el código bajo la sentencia try. 
• Como sabemos, ese x no está definido, por lo que ejecutará la sentencia except e imprimirá la advertencia.

try:
   print(x)
except:
   print("An exception has occurred!")

An exception has occurred!

Ejemplo de sentencia except múltiple

En el segundo ejemplo, utilizaremos varias sentencias except para gestionar varios tipos de excepciones.

•  Si se produce una excepción ZeroDivisionError, el programa imprimirá "No se puede dividir un valor por cero".
• El resto de las excepciones imprimirán "Algo más salió mal".

Nos permite escribir código flexible que puede manejar varias excepciones a la vez sin romperse. 

try:
   print(1/0)
except ZeroDivisionError:
   print("You cannot divide a value with zero")
except:
   print("Something else went wrong")

You cannot divide a value with zero

Cargar el archivo de ejemplo

Veamos ahora un ejemplo más práctico. 

En el código siguiente, estamos leyendo el archivo CSV, y cuando se produzca la excepción FileNotFoundError, el código imprimirá el error y un mensaje adicional sobre el archivo data.csv. 

Sí, podemos imprimir mensajes de error predeterminados sin interrumpir la ejecución. 

try:
   with open('data.csv') as file:
       read_data = file.read()
except FileNotFoundError as fnf_error:
   print(fnf_error)
   print("Explanation: We cannot load the 'data.csv' file")

[Errno 2] No such file or directory: 'data.csv'
Explanation: We cannot load the 'data.csv' file

La cláusula try con else

Hemos aprendido sobre try y except, y ahora aprenderemos sobre la declaración else.

Cuando la sentencia try no lanza una excepción, el código entra en el bloque else. Es el remedio o una opción alternativa cuando esperas que una parte de tu script produzca una excepción. Generalmente se utiliza en una breve sección de configuración o verificación en la que no quieres que se oculten ciertos errores. 

Nota: En el bloque try-except, puedes utilizar else después de todas las sentencias except. 

Ejemplo sencillo

Estamos añadiendo la declaración else al ejemplo ZeroDivisionError. Como podemos ver, cuando no hay excepciones, se ejecuta la función de impresión bajo la sentencia else, mostrando el resultado. 

try:
   result = 1/3
except ZeroDivisionError as err:
   print(err)
else:
   print(f"Your answer is {result}")

Your answer is 0.3333333333333333

Ejemplo de IndexError con else

Vamos a aprender más creando una función sencilla y probándola en varios escenarios. 

La función find_nth_value() tiene como argumentos x (lista) y n (número de índice). Hemos creado un bloque try, except, y else para gestionar la excepción IndexError. 

x = [5,8,9,13]

def find_nth_value(x,n):
    try:
        result = x[n]
    except IndexError as err:
        print(err)
    else:
        print("Your answer is ", result)

La lista x tiene cuatro valores, y los probaremos para los índices 6º y 2º. 

# Testing
find_nth_value(x,6)
find_nth_value(x,2)

• En n=6, se lanzó la excepción IndexError, y llegamos a ver el mensaje de error por defecto "índice de lista fuera de rango". 
• En n=2, no se produjo ninguna excepción, y la función imprimió el resultado que está debajo de la declaración else. 

list index out of range
Your answer is  9

La palabra clave finally en Python

La palabra clave finally del bloque try-except se ejecuta siempre, independientemente de si hay una excepción o no. En palabras sencillas, el bloque de código finally se ejecuta después de que el bloque try, except y else hayan finalizado. Es muy útil para limpiar los recursos y cerrar el objeto, sobre todo para cerrar los archivos.

La función divide se crea para gestionar las excepciones de ZeroDivisionError y mostrar el resultado cuando no hay excepciones. Sea cual sea el resultado, siempre se ejecutará finally para imprimir "Code by DataCamp" en color verde.

def divide(x,y):
    try:
        result = x/y
    except ZeroDivisionError:
        print("Please change 'y' argument to non-zero value")
    except:
        print("Something went wrong")
    else:
        print(f"Your answer is {result}")
    finally:
        print("\033[92m Code by DataCamp\033[00m")

En la primera prueba, estamos dividiendo 1 entre 0, lo que debería lanzar la excepción ZeroDivisionError e imprimir el mensaje. Como podemos ver, tenemos una línea adicional después del mensaje de error. 

divide(1,0)

Please change 'y' argument to non-zero value
 Code by DataCamp

Cuando añadimos una entrada válida, muestra el resultado ejecutando else y finally bloqueando.

divide(3,4)

Your answer is 0.75
 Code by DataCamp

En lugar de un número entero, hemos añadido una cadena como segundo argumento, lo que ha provocado una excepción, que es distinta de ZeroDivisionError, con un mensaje diferente. 

divide(1,'g')

Something went wrong
 Code by DataCamp

En los tres supuestos, hay una cosa en común. El código siempre ejecuta la función de impresión bajo la sentencia finally.

Si eres nuevo en Python y quieres programar como un auténtico programador, prueba nuestro curso de Programación en Python. Aprenderás a escribir código eficiente, funciones de Python, ingeniería de software, pruebas unitarias y programación orientada a objetos. 

Manejo de excepciones anidadas en Python

Necesitamos el manejo de excepciones anidadas cuando preparamos el programa para manejar varias excepciones en una secuencia. Por ejemplo, podemos añadir otro bloque try-except bajo la sentencia else. Por tanto, si la primera declaración no provoca una excepción, comprueba la segunda declaración con la otra mitad del código. 

Modificar la función dividir

Hemos modificado la función divide del ejemplo anterior y hemos añadido un bloque try-except anidado bajo la sentencia else. Así, si no hay AttributeError, ejecutará el else y comprobará el nuevo código para la excepción ZeroDivisionError.

def divide(x,y):
    
    try:
        value = 50
        x.append(value)
    
    except AttributeError as atr_err:
        print(atr_err)
        
    else:
        try:
            result = [i / y for i in x]
            print( result )
 except ZeroDivisionError:
            print("Please change 'y' argument to non-zero value")

    finally:
        print("\033[92m Code by DataCamp\033[00m")

En el primer supuesto, proporcionamos la lista de cuatro valores x y el denominador 3. El script añadirá 50 a la lista, dividirá el valor individual de la lista por 3 y mostrará el resultado. 

x = [40,65,70,87]
divide(x,3)

La función se ha ejecutado correctamente sin lanzar ninguna excepción.

[13.333333333333334, 21.666666666666668, 23.333333333333332, 29.0, 16.666666666666668]
 Code by DataCamp

En lugar de una lista, hemos proporcionado un número entero al primer argumento, que ha planteado AttributeError.

divide(4,3)

'int' object has no attribute 'append'
 Code by DataCamp

En el último escenario, hemos proporcionado la lista, pero 0 es el segundo argumento que ha planteado la excepción ZeroDivisionError en la declaración else. 

divide(x,0)

Please change 'y' argument to non-zero value
 Code by DataCamp

Ejemplo de edición de archivos

Veamos ejemplos más prácticos de carga del archivo, escritura de un texto y cierre del archivo. 

La función file_editor()

• Comprueba la excepción FileNotFoundError para la función open().
• Si no se lanza la excepción externa, buscará la excepción de la función write().
• Pase lo que pase, después de abrir el archivo, lo cerrará ejecutando la sentencia finally. 
• Si la sentencia try externa lanza la excepción, devolverá el mensaje de error con una ruta de archivo no válida. 

def file_editor(path,text):
    try:
      data = open(path)

      try:
        data.write(text)

      except:
        print("Unable to write the data. Please add an append: 'a' or write: 'w' parameter to the open() function.")

      finally:
        data.close()

    except:
      print(f"{path} file is not found!!")

En el primer caso, proporcionamos la ruta del archivo y el texto.

path = "data.txt"
text = "DataLab: Share your data analysis in a cloud-based environment--no installation required."

file_editor(path,text)

Se lanza la excepción externa. 

data.txt file is not found!!

Para resolver la excepción de archivo no encontrado, debemos crear un archivo data.txt utilizando el comando de Linux echo. 

!echo "File by DataCamp" > "data.txt"

Después, vuelve a ejecutar la función file_editor().

file_editor(path,text)

Se lanza la excepción interna, ya que la función write() no es capaz de añadir el texto.

Unable to write the data. Please add an append: 'a' or write: 'w' parameter to the open() function.

Para resolver este problema, tenemos que cambiar la tercera línea de data = open(path) a data = open(path, 'a'). Nos permitirá añadir el nuevo texto al archivo. 

Tras volver a ejecutar la función, hemos añadido correctamente el texto al archivo. 

file_editor(path,text)

No se recomienda el manejo anidado de excepciones, ya que lo hace más complejo; los desarrolladores utilizan varios bloques try-except para crear un manejo de excepciones secuencial y sencillo. 

Nota: también puedes añadir un bloque anidado try-except bajo la declaración try o except. Sólo depende de tus necesidades. 

Lanzar excepciones en Python

Como desarrollador de Python, puedes lanzar una excepción si se cumplen determinadas condiciones. Te permite interrumpir el programa en función de tus necesidades. 

Para lanzar una excepción, tenemos que utilizar la palabra clave raise seguida de un nombre de excepción. 

Ejemplo de error de valor

Podemos simplemente lanzar excepciones añadiendo una palabra clave raise en la declaración if/else. 

En el ejemplo, subimos el ValueError si el valor supera 1.000. Hemos cambiado el valor a 2.000, lo que ha hecho que la declaración if TRUE y ha planteado ValueError con el mensaje personalizado. El mensaje de error personalizado te ayuda a averiguar el problema rápidamente. 

value = 2_000
if value > 1_000:   
    # raise the ValueError
    raise ValueError("Please add a value lower than 1,000")
else:
    print("Congratulations! You are the winner!!")

---------------------------------------------------------------------------
ValueError                                Traceback (most recent call last)

----> 4     raise ValueError("Please add a value lower than 1,000")
      5 else:
      6     print("Congratulations! You are the winner!!")

ValueError: Please add a value lower than 1,000

Ejemplo de excepción

También podemos lanzar cualquier excepción incorporada aleatoria de Python si se cumple la condición. En nuestro caso, hemos planteado una Excepción genérica con el mensaje de error.

if value > 1_000:   
    # raise the Exception
    raise Exception("Please add a value lower than 1,000")
else:
    print("Congratulations! You are the winner!!")

---------------------------------------------------------------------------
Exception                                 Traceback (most recent call last)
----> 3     raise Exception("Please add a value lower than 1,000")
      4 else:
      5     print("Congratulations! You are the winner!!")

Exception: Please add a value lower than 1,000

Ejemplo de tratamiento de una excepción planteada

También podemos crear nuestra excepción personalizada y manejar la excepción utilizando el bloque try-except. 

En el ejemplo, hemos añadido un ejemplo de error de valor bajo la declaración try.  

Entonces, ¿cómo funcionará? En lugar de lanzar la excepción y terminar el programa, mostrará el mensaje de error que hemos proporcionado.

value = 2_000
try:
    if value > 1_000:
          
        # raise the ValueError
        raise ValueError("Please add a value lower than 1,000")
    else:
        print("Congratulations! You are the winner!!")
              
# if false then raise the value error
except ValueError as e:
        print(e)

Este tipo de manejo de excepciones nos ayuda a prepararnos para los errores que no cubre Python y que son específicos de los requisitos de tu aplicación. 

Please add a value lower than 1,000

¿Qué hay de nuevo en Python 3.10 y 3.11 para el manejo de excepciones?

Se han añadido algunas novedades importantes a las versiones más recientes de Python, como la 3.10 y la 3.11, desde que se escribió originalmente la entrada del blog:

1. Concordancia estructural de patrones en Python 3.10: Python 3.10 introdujo la concordancia de patrones estructurales, que puede utilizarse para gestionar las excepciones de forma más elegante mediante la concordancia de tipos de error en una sentencia match. Esto es especialmente útil cuando se tratan varios tipos de excepción de forma más legible. Ejemplo:

try:
    result = 1 / 0
except Exception as e:
    match e:
        case ZeroDivisionError():
            print("You cannot divide by zero.")
        case NameError():
            print("Variable not defined.")
        case _:
            print("An unexpected error occurred.")

2. Localización precisa de errores en las trazas (Python 3.11): Las trazas de Python 3.11 muestran ahora ubicaciones precisas de los errores, lo que facilita la depuración de las excepciones.

• Antes de Python 3.11:

value = (1 + 2) * (3 / 0)

• Retroceso:

ZeroDivisionError: division by zero

• Python 3.11: Los rastreos señalan la subexpresión exacta que provoca la excepción:

ZeroDivisionError: division by zero
       (1 + 2) * (3 / 0)
                      ^

3. Grupos de excepción y except* (Python 3.11): Python 3.11 introdujo los grupos de excepciones para manejar múltiples excepciones en un solo bloque utilizando except*. Esto es útil para gestionar código asíncrono o situaciones en las que se pueden producir varias excepciones. Ejemplo:

try:
    raise ExceptionGroup("Multiple errors", [ValueError("Bad value"), TypeError("Bad type")])
except* ValueError as ve:
    print(f"Handling ValueError: {ve}")
except* TypeError as te:
    print(f"Handling TypeError: {te}")

4. Método add_note para excepciones (Python 3.11): Las excepciones tienen ahora un método add_note(), que permite a los desarrolladores añadir notas personalizadas a las excepciones para una mejor depuración. Ejemplo:

try:
    raise ValueError("Invalid input")
except ValueError as e:
    e.add_note("This happened while processing user input.")
    e.add_note("Consider validating input before processing.")
    raise

• Retroceso:

ValueError: Invalid input
Notes:
- This happened while processing user input.
- Consider validating input before processing.

5. PEP 654: Mejor gestión de las excepciones anidadas: Con los grupos de excepciones, las excepciones anidadas son ahora más fáciles de depurar y manejar, especialmente en flujos de trabajo complejos como el multiprocesamiento o las tareas asíncronas.

Conclusión

Ambos pruebas unitarias y el manejo de excepciones son las partes fundamentales de la programación en Python que hacen que tu código esté listo para la producción y a prueba de errores. En este tutorial, hemos aprendido sobre excepciones y errores en Python y cómo manejarlos. Además, hemos aprendido sobre bloques try-except anidados complejos y hemos creado bloques de excepción personalizados en función de los requisitos.  

Estas herramientas y mecanismos son esenciales, pero la mayor parte del trabajo se realiza mediante sencillos bloques de try y except. Donde try busca las excepciones que provoca el código y except se encarga de esas excepciones. 

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