Python - Programmierung

Python
„Fehler im Code“
Anja Aue | 07.09.16
Softwarefehler
 Programmierfehler entstehen beim Schreiben des
Programmcodes. Der Code entspricht nicht der Syntax der
Programmiersprache.
 Logische Fehler können durch Denkfehler bei der Umsetzung
der Aufgabe in ein Programm erzeugt werden. Das Programm
wird fehlerfrei ausgeführt, aber das Ergebnis ist nicht korrekt.
 Laufzeitfehler treten während der Ausführung des Programms
auf. Zum Beispiel ist eine Datei nicht an dem angegebenen
Speicherort.
Java - Einführung | 06.05.15
Seite 2
Syntaxfehler
 Verstoß gegen die Regeln einer Programmiersprache.
 Verletzung der Syntax einer Programmiersprache.
 Ein Ausdruck oder eine Anweisung hat einen falschen
Datentyp.
 Der Interpreter erkennt Syntaxfehler. Sobald ein Syntaxfehler
auftritt, wird die Ausführung des Programms abgebrochen.
Programmiersprache Python
Seite 3
Beispiele
 Tippfehler bei der Eingabe von Variablennamen oder
Schlüsselwörtern.
 Mischung von numerischen und nicht-numerischen
Operatoren.
 Syntaxfehler in Schleifen oder bedingten Anweisungen.
 Falsche Übergabe von Parametern.
Programmiersprache Python
Seite 4
… bei der Eingabe von Code in der Shell
 Wenn die Eingabe mit der Eingabetaste <Return>
abgeschlossen wird, wird der Code auf Syntaxfehler
angezeigt.
 Falls Syntaxfehler vorhanden sind, werden diese direkt in der
nächsten Zeile angezeigt.
Programmiersprache Python
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Informationen zu einem Syntaxfehler
SyntaxError
:
EOL while scanning string literal
Fehlertyp
:
Fehlermeldung
 In dem Beispiel ist ein Syntaxfehler aufgetreten. Die Zeile
verstößt gegen die Regeln der Programmiersprache.
 Nach dem Doppelpunkt folgt eine Beschreibung des Fehlers.
In diesem Beispiel ist ein Fehler beim Lesen des Strings
aufgetreten. Der String ist nicht korrekt ist nicht korrekt
abgeschlossen.
Programmiersprache Python
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… bei der Eingabe von Code in den Editor
Programmiersprache Python
Seite 7
Erläuterung
 Das Programm wird mit Run – Run Module (F5) gestartet.
 Nach dem Start kann das Programm fehlerfrei durchlaufen.
Sobald ein Syntaxfehler auftritt, wird die Ausführung
abgebrochen.
 In dem Dialog wird die Fehlermeldung ausgegeben. Die Zeile,
die den Fehler verursacht hat, wird farbig markiert.
 Sobald die Meldung mit OK bestätigt wird, wird die
Einfügemarke in die fehlerbehaftete Zeile gesetzt.
Programmiersprache Python
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Fehler: Falsche Einrückung
 Entsprechend der Einrücktiefe werden Anweisungen dem
Kopf einer bedingten Anweisung oder Schleife zugeordnet.
 Falls die Einrückung nicht korrekt ist, wird der Fehler
unexpected indent angezeigt.
Programmiersprache Python
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Fehler: Fehlende Einrückung
 Jede bedingte Anweisung oder Schleife benötigt mindestens
eine Anweisung im Rumpf.
 Falls diese nicht vorhanden ist, wird der Fehler expected an
indented block angezeigt.
Programmiersprache Python
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Logische Fehler




Treten bei der Ausführung der Software auf.
Falsche Berechnung von Werten.
Fehlerhaftes Design der Software.
Falsche Nutzung durch den Benutzer.
Java - Einführung | 06.05.15
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Strategien
 Testen des Programms mit Hilfe des Debuggers.
 Der Entwickler kann Zeilen, die in Verdacht stehen einen
Fehler zu verursachen, auskommentieren. Falls das
Programm anschließend fehlerfrei läuft, ist der Fehler
lokalisiert und kann behoben werden.
 Nach einem erfolgreichen Test wird das Programm
gespeichert. Für die Weiterentwicklung wird die
Programmdatei kopiert. Falls Fehler nicht gefunden werden,
kann auf eine alte fehlerfreie Version zurückgegriffen werden.
Java - Einführung | 06.05.15
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Debuggen von Code
 Der Debugger wird in der Shell gestartet (Debug – Debugger).
In der Shell wird der Hinweis [Debug ON] angezeigt.
 Anschließend wird das Programm im Editor gestartet (Run –
Run Module).
 Im Debugger wird die erste Zeile des Codes angezeigt.
Java - Einführung | 06.05.15
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Debugger
Java - Einführung | 06.05.15
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Schaltfläche am oberen Rand
 Go. Ab der auszuführenden Anweisung wird das Programm
vollständig oder bis zum nächsten Haltepunkt durchlaufen.
 Step. Zeilenweise wird das Programm ausgeführt.
 Over. Das Programm führt die nächste Anweisung aus. Falls
eine Funktion aufgerufen wird, wird nicht in diese
hineingesprungen. Der Aufruf wird aber ausgeführt.
 Out. Das Programm durchläuft die aktuelle Funktion
vollständig.
 Quit. Der Debugger wird beendet.
Java - Einführung | 06.05.15
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Kontrollkästchen zum Anzeigen von Informationen
 Stack blendet das Textfenster ein und aus. In dem Fenster
werden die aktuell auszuführenden Anweisungen angezeigt.
 Locals zeigt die lokalen Variablen am unteren Rand an.
 Globals zeigt die globalen Variablen des Programm am unteren
Rand an.
 Source zeigt im Quellcode die aktuell auszuführende Zeile an.
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Lokale Variablen
 Variablen, die mit zwei Unterstrichen beginnen, sind von
Python vordefinierte Variablen. Die Variable __name__ gibt
den Namen des aktuellen Moduls an.
Programmiersprache Python
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Haltepunkte
 Farbige Markierungen im Code.
 Die Ausführung eines Programms wird im Debug-Modus an
einem Haltepunkt unterbrochen.
Programmiersprache Python
Seite 18
… setzen
 Rechter Mausklick auf die gewünschte Anweisung im Editor.
 Im Kontextmenü wird der Befehl Set Breakpoint ausgewählt.
Programmiersprache Python
Seite 19
… löschen
 Rechter Mausklick auf die gewünschte Anweisung im Editor.
 Im Kontextmenü wird der Befehl Clear Breakpoint ausgewählt.
Programmiersprache Python
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Laufzeitfehler
 Ausdrücke oder Anweisungen werden vom Programm nicht
korrekt ausgewertet.
 Fehler, die zur Laufzeit des Programms, ein nicht
erwünschtes Verhalten des Programms erzeugen.
 Das Programm kann abstürzen.
Java - Einführung | 06.05.15
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Beispiele für Laufzeitfehler




Division durch Null.
Falsche Verwendung von Operanden und / oder Operatoren.
Endlosschleife
Ein- und Ausgabefehler.
Java - Einführung | 06.05.15
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Anzeige in der Shell
 Welcher Laufzeitfehler ist aufgetreten?
 In diesem Beispiel ist ein TypeError aufgetreten.
Programmiersprache Python
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… in einer Code-Datei verursacht
Programmiersprache Python
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Informationen zum Fehler
 Dem Wort Traceback folgt die Beschreibung eines
Laufzeitfehlers.
 Dem Wort File folgt die Bezeichnung und Speicherort der
Datei, die den Fehler verursacht hat.
 Dem Wort line folgt die Zeilenangabe, in der der Fehler
aufgetreten ist. Durch einen Mausklick mit der rechten
Maustaste auf das Wort wird das dazugehörige Kontextmenü
geöffnet. Im Kontextmenü wird der Befehl Go to File / Line
ausgeführt. Durch den Befehl wird direkt in die fehlerbehaftete
Zeile in der dazugehörigen Datei gesprungen.
 Darunter wird der Fehlertyp und die Fehlermeldung angezeigt.
Programmiersprache Python
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Exception
 Ausnahme von der Regel.
 Fehler, die zur Laufzeit des Programms auftreten können.
 Fehler, die im Code abgefangen und repariert werden
können.
Java - Einführung | 06.05.15
Seite 26
Informationen im Web
 https://docs.python.org/3/library/exceptions.html
 http://www.tutorialspoint.com/python/standard_exceptions.htm
 http://www.python-kurs.eu/ausnahmebehandlung.php
Java - Einführung | 06.05.15
Seite 27
Exception „Division durch Null“
zahlL = 4
zahlR = 0
ergebnis = zahlL / zahlR
beispiel\kapitel08_Fehler\zeroDivisionError.py
Programmiersprache Python
Seite 28
Exception-Handling
beispiel\kapitel08_Fehler\zeroDivisionError.py
zahlL = 4
zahlR = 0
ergebnis = 0
try:
ergebnis = zahlL / zahlR
except ZeroDivisionError:
print("Eine Division durch Null ist nicht erlaubt.")
except:
print("Ein unbekannter Fehler ist aufgetreten")
else:
print("Ergebnis der Division: ", ergebnis)
Programmiersprache Python
Seite 29
Aufbau
try:
ergebnis = zahlL / zahlR
Versuche
except ZeroDivisionError:
print("Division durch Null.")
Abfangen von
speziellen Fehlern
except:
print("Allgemeiner Laufzeitfehler")
Abfangen von allen
anderen Fehlern
else:
print("Kein Fehler")
Wenn kein Fehler
aufgetreten ist ...
finally:
print("Egal")
Wird immer
ausgeführt
C++ - Einführung | 06.05.15
Seite 30
Versuche die Anweisungen auszuführen
try:
ergebnis = zahlL / zahlR
 Beginn mit dem Schlüsselwort try.
 Dem Schlüsselwort folgt der Doppelpunkt. In der nächsten
Zeile beginnt der, zu dem Befehl gehörende Codeblock.
 In dem Codeblock können Laufzeitfehler auftreten, müssen
aber nicht.
Java - Einführung | 06.05.15
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Abfangen aller Laufzeitfehler
try:
ergebnis = zahlL / zahlR
except:
print("Ein unbekannter Fehler ist aufgetreten")
 Dem Schlüsselwort except folgt der Doppelpunkt.In der
nächsten Zeile beginnt der, zu dem Befehl gehörende
Codeblock.
 Der Codeblock fängt alle Laufzeitfehler ab.
Java - Einführung | 06.05.15
Seite 32
Ablauf
for zahl in zahlen:
try:
index = index + 1
ergebnis = zahl / zahlen[index]
except:
print("Laufzeitfehler")
break
Java - Einführung | 06.05.15
Versuche die Anweisungen
auszuführen
Falls ein Fehler auftritt
Seite 33
Spezifizierung von Exceptions
try:
ergebnis = zahlL / zahlR
except ZeroDivisionError:
print("Eine Division durch Null ist nicht erlaubt.")
 Dem Schlüsselwort except folgt der Name des abzufangenden
Laufzeitfehlers.
 In diesem Beispiel wird eine Standard-Exception
ZeroDivisionError abgefangen. Der Fehler ZeroDivisionError:
division by zero wird durch diese Anweisung abgefangen.
Java - Einführung | 06.05.15
Seite 34
Erläuterung
except
ZeroDivisionError
except
except
:
:
Name
:
 Dem Befehl except kann ein Name eines Laufzeitfehlers
folgen, muss aber nicht.
 Der Name kann sich auf Standard-Exception oder
selbstdefinierte Fehler beziehen.
Java - Einführung | 06.05.15
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Reihenfolge von except-Anweisungen
try:
ergebnis = zahlL / zahlR
Java - Einführung | 06.05.15
Spezialisierung
except:
print("Ein unbekannter Fehler ist aufgetreten")
Generalisierung
except ZeroDivisionError:
print("Eine Division durch Null ist nicht erlaubt.")
Seite 36
Hinweise
 Jedem Befehl try muss mindesten einmal der Befehl except
folgen. Andernfalls wird der Syntaxfehler unexected EOF while
parsing angezeigt.
 Jedem Befehl try wird entsprechend der Einrücktiefe der
Befehl except zugeordnet.
 Der Befehl except ist nur eine Sprungmarke. Jeder
dazugehörige Codeblock muss mit einem break
abgeschlossen werden.
Java - Einführung | 06.05.15
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Falls kein Laufzeitfehler auftritt
try:
ergebnis = zahlL / zahlR
else:
print("Ergebnis der Division: ", ergebnis)
 Dem Befehl else folgt der Doppelpunkt. In der nächsten Zeile
wird der dazugehörige Codeblock eingerückt angezeigt.
 Der Codeblock wird nur ausgeführt, wenn keine Laufzeitfehler
aufgetreten ist.
 Der else-Zweig ist optional.
Java - Einführung | 06.05.15
Seite 38
Finale ...
try:
ergebnis = zahlL / zahlR
finally:
print("… bis zum Index {} durchlaufen.".format(index))
 Dem Befehl finally folgt der Doppelpunkt. In der nächsten
Zeile wird der dazugehörige Codeblock eingerückt angezeigt.
 Der Codeblock wird immer ausgeführt, egal ob Fehler
aufgetreten sind oder nicht. In diesem Block werden
Aufräumarbeiten ausgeführt.
 Der finally-Zweig ist optional.
Java - Einführung | 06.05.15
Seite 39
Hierarchie der Standard-Exceptions
BaseException
Exception
Arithmetic
Error
ZeroDivision
Error
TypeError
Java - Einführung | 06.05.15
NameError
ValueError
LookupError
IndexError
KeyError
Seite 40
Exception „ZeroDivisionError“
zahlen = [1, 2, 3, 4, 5, 0, 6, 7, 9, 0]
ergebnis = 0
index = 0
for zahl in zahlen:
try:
index = index + 1
ergebnis = zahl / zahlen[index]
except ZeroDivisionError:
print("Eine Division durch Null ist nicht erlaubt.")
break
Java - Einführung | 06.05.15
Seite 41
Exception „ValueError“
 Einer Funktion oder Methode werden Argumente übergeben.
Das Argument hat den richtigen Datentyp, aber einen
fehlerbehaftete Wert.
 Das Argument kann nicht entsprechend der
Konvertierungsfunktion interpretiert werden.
 Probleme bei der Codierung von Unicode.
Java - Einführung | 06.05.15
Seite 42
… bei der Konvertierung von Strings
strTemperatur = input("Bitte geben Sie die Temperatur ein: ")
try:
temperatur = float(strTemperatur)
except ValueError:
print("Falsche Eingabe. Bitte geben Sie eine Gleitkommazahl ein.")
 Konvertierung von Strings in Ganz- oder Gleitkommazahlen.
 Fehlermeldung bei Gleitkommazahlen ValueError: could not
convert string to float:.
 Fehlermeldung bei Ganzzahlen: invalid literal for int() with
base 10:.
Java - Einführung | 06.05.15
Seite 43
… bei Sequenzen
buchstaben = ['a', 'b', 'c', 'd']
try:
buchstaben.remove('e')
except ValueError:
print("Das Element ist in der Liste nicht vorhanden")
 Elemente, die nicht in der Liste vorhanden sind, sollen
gelöscht werden.
 Fehlermeldung: ValueError: list.remove(x): x not in list
Java - Einführung | 06.05.15
Seite 44
Exception „TypeError“
summe = 0
ausgabe = ''
try:
summe = 5 + 6
ausgabe = 5 + ' + ' + 6 + ' = ' + summe
except TypeError:
print("Für den Operanden wird der falsche Typ genutzt")
 Die Variable kann nicht entsprechend der gewünschten
Aktion interpretiert werden.
 In diesem Beispiel wird der Fehler TypeError: unsupported
operand type(s) for +: 'int' and 'str' geworfen.
Java - Einführung | 06.05.15
Seite 45
Exception „NameError“
 Ein Name wird nicht gefunden.
 Variablen wurden vor der Nutzung nicht deklariert und
initialisiert.
 Methoden werden als Funktionen aufgerufen.
Java - Einführung | 06.05.15
Seite 46
… bei Variablen
zahlL = 5
try:
summe = zahlL + zahlR
except NameError:
print("Eine der Variablen ist nicht definiert.")
 In diesem Beispiel wird der Fehler NameError: name 'zahlR' is
not defined geworfen.
 Eine Variable muss vor ihrer Nutzung deklariert und initialisiert
werden.
Java - Einführung | 06.05.15
Seite 47
… bei nicht definierten Methoden / Funktionen
buchstaben = ['a', 'b', 'c', 'd']
try:
if count(buchstaben) > 0:
del buchstaben[len(buchstaben) - 1]
except NameError:
print("Die Funktion oder die Variable ist nicht definiert.")
 In diesem Beispiel wird der Fehler NameError: name 'count' is
not defined geworfen.
 Eine Variable muss vor ihrer Nutzung deklariert und initialisiert
werden.
Java - Einführung | 06.05.15
Seite 48
Exception „IndexError“
buchstaben = ['a', 'b', 'c', 'd']
lastIndex = len(buchstaben)
index = 0
try:
while(index <= lastIndex):
print(buchstaben[index])
index += 1
except IndexError:
print("Die Unter- oder Obergrenze wurde überschritten.")
 Strings oder Sequenzen können diese Exception werfen.
Java - Einführung | 06.05.15
Seite 49
Exception „KeyError“ bei Wörterbüchern
farbe = {'rot':255, 'gruen':0, 'blau':0}
try:
farbton = farbe["gelb"]
except KeyError:
print("Der Schlüssel ist nicht vorhanden")
Java - Einführung | 06.05.15
Seite 50
Exception „IOError“
try:
datei = open('adrese.csv', 'r')
except IOError:
print("Die Datei ... konnte nicht geöffnet werden.")
else:
strZeile = datei.readline()
while strZeile:
listeAdresse.append(strZeile.split(';'))
strZeile = datei.readline()
datei.close()
Java - Einführung | 06.05.15
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Informationen zu einem Fehler
import sys
strZahlL = input("Bitte geben Sie eine Ganzzahl ein: ")
strZahlR = input("Bitte geben Sie den Vergleichswert ein: ")
try:
zahlL = int(strZahlL)
zahlR = int(strZahlR)
except:
print("Error-Type: ", sys.exc_info()[0])
print("Error-Wert / Beschreibung: ", sys.exc_info()[1])
print("Traceback: ", sys.exc_info()[2])
Java - Einführung | 06.05.15
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Module
 Zusammenfassung von Codeblöcken zu einem Thema.
 Zum Beispiel enthält das Modul sys systemspezifische
Funktionen.
 Einige Module wie sys werden automatisch mit der
Programmiersprache Python installiert. Andere müssen
gesondert installiert werden.
Java - Einführung | 06.05.15
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… importieren
import sys
 Am Anfang eines Programms können dem Code Module
bekannt gemacht werden.
 Dem Befehl import folgt der Name des Moduls, welches in den
Code importiert werden soll.
Java - Einführung | 06.05.15
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Funktionen etc aus dem Modul nutzen
exceptionTupel = sys.exc_info()
 Der Modulname und die Funktion werden mit Hilfe des
Punktoperators verbunden.
 In dem Modul links vom Punkt ist die Funktion rechts vom
Punkt definiert.
 Jede Funktion oder Methode hat einen eindeutigen Namen.
Mit Hilfe des Namens wird die Funktion gestartet.
Java - Einführung | 06.05.15
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Funktion „exc_info“
exceptionTupel = sys.exc_info()
 Der Funktion werden keine Argumente übergeben. Die
Klammern sind leer.
 Die Funktion gibt ein Tupel zurück. Das Tupel enthält
Informationen zu dem geworfenen Laufzeitfehler.
Java - Einführung | 06.05.15
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Nutzung eines Index
exceptionTupel = sys.exc_info()
print("Error-Type: ", exceptionTupel[0])
print("Error-Wert / Beschreibung: ", exceptionTupel[1])
print("Traceback: ", exceptionTupel[2])
 Der Index eines Elements in einem Tupel wird durch die
eckigen Klammern begrenzt.
 Das erste Element hat den Index 0. Das letzte Element hat
den Index (Länge – 1).
Java - Einführung | 06.05.15
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Fehlerart
exceptionTupel = sys.exc_info()
print("Error-Type: ", exceptionTupel[0])
 Von welcher Klasse ist der Fehler?
 Bei einer Fehlermeldung steht die Fehlerart vor dem
Doppelpunkt. Jede Standard-Exception ist möglich.
Java - Einführung | 06.05.15
Seite 58
Fehlermeldung
exceptionTupel = sys.exc_info()
print("Error-Type: ", exceptionTupel[1])
 Die Fehlermeldung wird nach dem Doppelpunkt.
 Beschreibung des Fehlers.
Java - Einführung | 06.05.15
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Traceback
import traceback
exceptionTupel = sys.exc_info()
print("Error-Type: ", exceptionTupel[2])
traceback.print_tb(exceptionTupel[2])
 Aus welchen Kontext heraus wurde der Fehler geworfen?
 Mit Hilfe des Moduls traceback können Informationen in Bezug
auf den Kontext ausgegeben werden.
 In diesem Beispiel wird der Traceback exceptionTupel[2]
ausgegeben.
Java - Einführung | 06.05.15
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Exceptions ignorieren
buchstaben = ['a', 'b', 'c', 'd']
try:
zeichen = input("Welches Zeichen möchten Sie löschen: ")
buchstaben.remove(zeichen)
except ValueError:
pass
except:
print("Unbekannter Fehler"))
Java - Einführung | 06.05.15
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Erläuterung
 Das Schlüsselwort pass symbolisert eine leere Anweisung.
 In dem Beispiel wird pass genutzt, um einen Laufzeitfehler
abzufangen und nicht zu behandeln.
Java - Einführung | 06.05.15
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