Vead ja erinditöötlus

Vead üldiselt

Viga (error)

Võib programmi kirjutades tekkida erinevatel hetkedel ning vastavalt sellele jaotatakse klassikaliselt vead kolme klassi.

Süntaksiviga (syntax error)

Programmeerija poolt tehtud õigekirjaviga, kus eksitakse keelekonstruktsioonide kasutamise vastu (ka puuduvad erisümbolid), tehakse „näpukaid“ keelesõnade kirjutamisel, jäetakse muutujaid deklareerimata/algväärtustamata jne. Need vead on reeglina avastatavad enne programmi käivitamist leksilise- või süntaksianalüsaatori poolt (mis töötas interpretaatori ja kompilaatori koosseisus). Kompileeritavatel keeltel ei teki masinkoodis faili seni, kuni süntaksivead pole kõrvaldatud. Interpreteeritavatel keeltel võidakse täita osa programmist enne vea avastamist. Pythoni programm ei tohiks ka enne käivituda, sest baitkoodi loomiseks peaks programmi lähtetekst juba veavaba olema. Süntaksivigu aitab kompilaator ja interpretaator avastada, kuid parandamise kohustus jääb programmeerijale. Et tavaliselt väljastatakse ka veateade, tasub neid lugeda ja meeles pidada. Alati ei pruugi teade siiski 100% adekvaatne olla.

Semantika viga (semantic error)

Need on teisisõnu loogikavead. Sel juhul on programmeerija oma mõttes ja algoritmis probleemi valesti lahendanud või lahenduskäigu valesti kirja pannud. Võib ütelda, et programm töötab, kuid ei tee päris seda, mida ta tegema peaks. Ka siin võib olla tegemist näpukaga (nt unustatakse tehete järjekorra määramiseks olulised sulud, kasutatakse vale valemit), kuid mõni loogikaviga võib olla väga raskesti avastatav – kui juba kogu algoritmi kavandamine on olnud vale. Neid vigu aitab avastada testimine – programmi käivitamine erinevate lähteandmetega ja tulemuste kontroll.

Täitmisaegsed vead (runtime error)

Programmi täistmise ajal tekib viga, mis põhjustab programmi töö katkemise. Need vead on tihti seotud programmi töö jooksul tekkivate muutujate väärtustega. Tüüpilised näited oleksid nulliga jagamine, ruutjuur negatiivsest arvust, ebasobivat tüüpi sisend, puuduv fail jms. Seda tüüpi vigu tuleb programmi kirjutades ette näha ja kirjutada programmi sisse vigade töötlus, et kasutajal oleks „pehmem maandumine“. Nende vigade töötlemise osas on ka kõige rohkem muutunud põhimõtted keelte arenedes.

Vead Pythonis

Pythoni ametlik materjal jaotab vigu kahte klassi:

Süntaksiviga

Need on igasugused õigekirja vead, kuid mitte muutujate algväärtustamise, andmetüüpide kokkusobimise jms sorti vead (võrdluseks eespool toodud süntaksivigade kirjeldusele).

Erind / erand (exception)

Eestikeelse mõistena on kasutusel erand, erandolukord vastavalt http://www.vallaste.ee -le. Aga ka sõna erind. Siia liigituvad vead, mis Pythonis avastatakse programmi täitmise ajal, kuid see ei kattu päris eespool kirjeldatud täitmisaegsete vigadega. Mõnede näidetena võiks tuua, et erindiks on ka sobimatute andmetüüpide koos kasutamine ja muutuja algväärtustamise (sisuliselt muutuja deklaratsiooni) puudumine. Kompileeritavate keelte puhul tuvastatakse viimased just kompileerimise käigus (kui seda on oluliseks peetud).

Kui programmi täidetakse, siis võib mõne lause täitmine põhjustada erindi tingimuse (exception condition). Kui interpretaator avastab ja tunneb ära vea, siis ta loob erindi (raising, triggering, throwing or generating an exception). See tähendab, et ta annab käsuvoole (käskude täitmise järjekorrale) teada, et midagi on viltu. Kui programmeerija on programmis mingi erinditöötluse ettenäinud, käivitub see ja programm ei lõpeta veaga oma tegevust. Erindi töötlemise käigus võib vastavalt olukorrale teha väga erinevaid toiminguid alates ignoreerimisest ja lõpetades programmi katkestamisega (vea logimine, situatsiooni parandamine, võimalus otsast alustada jms).

Erindeid on erinevat tüüpi ja igal tüübil on oma nimi. Veateates kuvatakse vastav nimi (näiteks: TypeError, NameError, ZeroDivisionError). | Pythoni kodulehelt on leitav standard-erindite (built-in exceptions) täielik loetelu. Tegemist on Pythoni ametliku dokumentatsiooniga.

Võimalike vigade suhtes tuleb oma programmi kindlustada.

Klassikalisel juhul toimub täitmisaegsete vigade vältimine selliselt, et vea võimalikkust kontrollitakse enne veaolukorra tekkimist ja ei lubata täita vigu põhjustavaid lauseid (nt kontrollitakse jagajat ja kui see on 0, siis antakse veateade ja nulliga ei jagata). Erindite püüdmise loogika on vastupidine – lastakse arvutil täita võimalikku viga põhjustav lause (nt jagamistehe) ja seejärel vaadatakse, kas viga tekkis või mitte. Klassikalist varianti saab teha suvalise keele abil, erindite püüdmiseks peavad keeles olema erivahendid. Pythonis püütakse erindeid try-lause abil ja except-osas kirjeldatakse programmi käitumine veaolukorra puhul. try...exept-lause üldkuju on järgmine:

try: 
    lause[d], mille täitmisel võib viga tekkida (lisaks võivad olla ka
    laused, kus eeldavasti viga ei teki
except veatüübid:
    laused, mida täidetakse siis, kui vastav viga tekkis
[except veatüübid:
    laused, mida täidetakse siis, kui teised vead tekkisid
...]

except-osa kutsutakse ka erindi töötlejaks (exception handler)

Erinditöötluslause käitumine

Erinditöötluslause try .. except käitub programmis järgmisel viisil:

Kui try-osas viga ei tekkinud, täidetakse kõik antud osas olevad laused, except-osast hüpatakse üle ja programmi täitmine jätkub järgneva lausega.
Kui try-osas tekkis viga, siis selles osas rohkem lauseid ei täideta, vaid hüpatakse except-ossa ja kui tekkinud veatüüp sobib, täidetakse antud osas olevad laused. Programmi täitmine jätkub peale try ... except-lauset.
Kui try-osas tekkis viga, kuid except-osas ei ole sellise erindi jaoks tegevusi ettenähtud, siis lõpetab programm töö veateatega.

try ... except-laused võivad paikneda ka üksteise sees.

Lauses võib except-osi olla mitu, mis kirjeldavad erinevad käitumised erinevate erindite jaoks. Ühes except-osas võib olla loetelu erinditest, sel juhul täidetakse laused kõigi erindite jaoks. Kui erinditest on loetelu, tuleb see panna sulgudesse ja üksteisest eraldada erindid komadega.

Järgnevas koodis on näha, kuidas toimuks nulliga jagamisel tekkiva vea püüdmine.

Näide 2

# Programm jagab 2 arvu
# Try...exept abil välditakse 0-ga jagamisel süsteemi veateate väljastamist
# Sisendid: jagatav, jagaja

jagatav = int(input("Sisesta jagatav "))
jagaja = int(input("Sisesta jagaja "))
try:
    jagatis = jagatav /jagaja
    print("Vastus on ", jagatis)
except ZeroDivisionError:                         # 0-ga jagamisele koostatud veapüünis
    print("Nulliga jagamine ei ole lubatud.")

Valik erinditest

Järgnevalt mõned näited erinditest koos nende ametlike nimede ja tekkepõhjustega.

NameError

Püütakse kasutada deklareerimata / algväärtustamata muutujat, st muutujate tabelist sellist nime ei leitud

ZeroDivisionError

Katse jagada nulliga. Kehtib nii täis- kui ujukomaarvude jaoks.

IndexError

Kasutatav indeks on jada (massiivi) piiridest väljas, st sellise indeksi abil püütakse väärtust küsida.

ValueError

Tekib siis, kui standartfunktsioon saab argumendiks muutuja, mille tüüp või väärtus ei ole sobiv (nt negatiivne arv ruutjuure leidmisel)

OverflowError

Tekib, kui arimeetikaoperatsiooni tulemus on esitamiseks liiga suur. Peamiselt kontrollitakse täisarvude juures. Kogu erindite temaatika on tunduvalt laiem, lubades ka näiteks ise uusi erindeid kirjeldada ja kasutada.

< 3. nädala teemad