مدیریت خطا (Exceptions)

کد بدون مدیریت خطا، کد ناتمام است. در این فصل یاد می‌گیریم چگونه با try/except خطاها را مدیریت کنیم و برنامه‌های پایدار بسازیم.

چرا مدیریت خطا؟

# بدون مدیریت خطا
age = int(input("سن: "))    # اگر کاربر عدد ندهد؟ کرش!
result = 10 / int(input("مخرج: "))   # اگر صفر باشد؟ کرش!

# با مدیریت خطا
try:
    age = int(input("سن: "))
    print(f"سن شما {age} است")
except ValueError:
    print("لطفاً یک عدد وارد کنید!")

ساختار try/except

try:
    # کدی که ممکن است خطا بدهد
    num = int(input("یک عدد: "))
    result = 100 / num
    print(f"نتیجه: {result}")
except ValueError:
    print("ورودی عدد نیست!")
except ZeroDivisionError:
    print("نمی‌توان بر صفر تقسیم کرد!")
except Exception as e:
    # هر خطای دیگر
    print(f"خطای ناشناخته: {e}")

خطاهای رایج

تست خطاها

# ValueError
int("abc")              # ValueError

# TypeError
"hello" + 5             # TypeError
len(42)                 # TypeError

# IndexError
nums = [1, 2, 3]
nums[10]                # IndexError

# KeyError
d = {"name": "ali"}
d["age"]                # KeyError

# FileNotFoundError
open("not_exist.txt")   # FileNotFoundError

# AttributeError
"hello".reverse()       # AttributeError (str.reverse وجود ندارد)

چندین except

try:
    file = open("data.json")
    data = json.load(file)
    age = data["age"]
    result = 100 / age
except FileNotFoundError:
    print("فایل پیدا نشد")
except json.JSONDecodeError:
    print("فایل JSON خراب است")
except KeyError:
    print("کلید 'age' وجود ندارد")
except ZeroDivisionError:
    print("سن نمی‌تواند صفر باشد")
except Exception as e:
    # همه خطاهای دیگر
    print(f"خطای غیرمنتظره: {type(e).__name__}: {e}")

چند خطا در یک except

try:
    value = int(input("عدد: "))
    result = 10 / value
except (ValueError, ZeroDivisionError) as e:
    print(f"ورودی نامعتبر: {e}")

else و finally

try:
    file = open("data.txt", "r", encoding="utf-8")
    data = file.read()
except FileNotFoundError:
    print("فایل پیدا نشد")
else:
    # فقط اگر هیچ خطایی نبود اجرا می‌شود
    print(f"محتوا: {data}")
    print("خواندن موفق")
finally:
    # همیشه اجرا می‌شود (با خطا یا بدون خطا)
    print("اتمام عملیات")
    try:
        file.close()
    except:
        pass

الگوی صحیح

try:
    file = open("data.txt", "r")
except FileNotFoundError:
    print("ساخت فایل جدید...")
    file = open("data.txt", "w")
else:
    print("فایل پیدا شد")
finally:
    file.close()

# روش بهتر: with statement!
try:
    with open("data.txt", "r") as file:
        data = file.read()
except FileNotFoundError:
    print("فایل نبود")

پرتاب خطا با raise

def divide(a, b):
    if b == 0:
        raise ValueError("مخرج نمی‌تواند صفر باشد")
    return a / b

try:
    result = divide(10, 0)
except ValueError as e:
    print(f"خطا: {e}")

# پرتاب مجدد
def process(data):
    try:
        # ...
        result = risky_operation(data)
    except Exception as e:
        print(f"لاگ: {e}")
        raise    # پرتاب مجدد همان خطا

# تبدیل خطا
def load_config():
    try:
        with open("config.json") as f:
            return json.load(f)
    except FileNotFoundError as e:
        raise RuntimeError("کانفیگ تنظیم نشده") from e

خطاهای سفارشی

class InsufficientFundsError(Exception):
    """خطای موجودی ناکافی"""
    def __init__(self, balance, amount):
        self.balance = balance
        self.amount = amount
        super().__init__(
            f"موجودی ({balance}) برای برداشت {amount} کافی نیست"
        )

class InvalidAgeError(ValueError):
    """خطای سن نامعتبر"""
    pass

def withdraw(balance, amount):
    if amount > balance:
        raise InsufficientFundsError(balance, amount)
    return balance - amount

def register(name, age):
    if not (0 < age < 150):
        raise InvalidAgeError(f"سن {age} نامعتبر است")
    return {"name": name, "age": age}

# استفاده
try:
    new_balance = withdraw(1000, 5000)
except InsufficientFundsError as e:
    print(f"خطا: {e}")
    print(f"موجودی: {e.balance}, درخواستی: {e.amount}")

الگوهای متداول

اعتبارسنجی ورودی با حلقه

while True:
    try:
        age = int(input("سن (1-120): "))
        if 0 < age < 120:
            break
        print("سن باید بین ۱ تا ۱۲۰ باشد")
    except ValueError:
        print("لطفاً یک عدد وارد کنید")

print(f"سن شما: {age}")

EAFP – روش پایتونیک

EAFP = Easier to Ask for Forgiveness than Permission

data = {"name": "علی"}

# روش LBYL (Look Before You Leap) - غیرپایتونیک
if "age" in data:
    print(data["age"])
else:
    print("سن نداریم")

# روش EAFP (پایتونیک)
try:
    print(data["age"])
except KeyError:
    print("سن نداریم")

# یا ساده‌تر با get
print(data.get("age", "سن نداریم"))

Resource Cleanup

import sqlite3

# روش غلط
conn = sqlite3.connect("db.sqlite")
cursor = conn.cursor()
cursor.execute("SELECT * FROM users")
results = cursor.fetchall()
conn.close()    # اگر بالا خطا بدهد، این اجرا نمی‌شود!

# روش درست
try:
    conn = sqlite3.connect("db.sqlite")
    cursor = conn.cursor()
    cursor.execute("SELECT * FROM users")
    results = cursor.fetchall()
finally:
    conn.close()    # حتماً اجرا می‌شود

# روش پایتونیک
with sqlite3.connect("db.sqlite") as conn:
    cursor = conn.cursor()
    cursor.execute("SELECT * FROM users")
    results = cursor.fetchall()
# اتصال خودکار بسته می‌شود

بهترین شیوه‌ها

# بد: همه چیز را قورت می‌دهد
try:
    risky()
except:
    pass    # ← هرگز این کار را نکنید!

# بد: گرفتن Exception عام بدون لاگ
try:
    risky()
except Exception:
    return None   # ← دیباگ غیرممکن می‌شود

# خوب: حداقل لاگ کنید
import logging
try:
    risky()
except Exception as e:
    logging.exception("خطا در risky()")
    raise

مثال واقعی: سیستم بانکی

class BankError(Exception):
    """کلاس پایه خطاهای بانکی"""
    pass

class InsufficientFunds(BankError):
    pass

class AccountNotFound(BankError):
    pass

class InvalidAmount(BankError):
    pass

class Bank:
    def __init__(self):
        self.accounts = {}
    
    def create(self, account_id, balance=0):
        if account_id in self.accounts:
            raise BankError(f"حساب {account_id} وجود دارد")
        if balance < 0:
            raise InvalidAmount("موجودی منفی")
        self.accounts[account_id] = balance
    
    def withdraw(self, account_id, amount):
        if account_id not in self.accounts:
            raise AccountNotFound(f"حساب {account_id} نیست")
        if amount <= 0:
            raise InvalidAmount("مبلغ باید مثبت باشد")
        if amount > self.accounts[account_id]:
            raise InsufficientFunds(
                f"موجودی: {self.accounts[account_id]}, درخواست: {amount}"
            )
        self.accounts[account_id] -= amount
        return self.accounts[account_id]

bank = Bank()
bank.create("A001", 10000)

try:
    new_balance = bank.withdraw("A001", 15000)
except InsufficientFunds as e:
    print(f"موجودی ناکافی: {e}")
except AccountNotFound as e:
    print(f"حساب نامعتبر: {e}")
except BankError as e:
    print(f"خطای بانکی: {e}")

تمرین فصل

جمع‌بندی

• ساختار try/except برای مدیریت خطا
• خطاهای رایج: ValueError، TypeError، KeyError، FileNotFoundError و…
• چندین except برای انواع خطا
• else (موفقیت) و finally (همیشه)
• پرتاب خطا با raise و زنجیره با raise from
• ساخت خطاهای سفارشی
• الگوی EAFP در پایتون