Pythonのtry-except-finallyの正しい使い方(後始末/リソース解放)

# 実行順序を出力して確認するサンプル
def flow(case: str) -> None:
    try:
        print("try: 開始")
        if case == "err":
            int("not-a-number")  # ValueErrorを発生させる
        else:
            print("try: 本処理を実行")
    except ValueError:
        print("except: ValueErrorを捕捉")
    else:
        print("else: 例外なしのときだけ実行")
    finally:
        print("finally: 後始末を必ず実行")
    print("関数末尾\n")

print("=== 正常系 ===")
flow("ok")

print("=== 異常系 ===")
flow("err")

# 例: 一時ファイルを確実に削除したいが、エラー処理自体は呼び出し側に任せる
import os
import tempfile

def do_something_with_temp() -> None:
    path = None
    try:
        tmp = tempfile.NamedTemporaryFile(delete=False)  # 自動削除を無効化
        path = tmp.name
        print(f"作成: {path}")
        tmp.write(b"hello")
        tmp.close()
        # ここで何かの処理... 例として故意にエラーを発生
        raise RuntimeError("途中で失敗しました")
    finally:
        # 例外の有無にかかわらず必ず削除する
        if path and os.path.exists(path):
            os.remove(path)
            print(f"削除: {path}")

try:
    do_something_with_temp()
except RuntimeError as e:
    print("外側で例外を捕捉:", e)

def safe_div(a: float, b: float) -> float | None:
    try:
        print("割り算を実行します")
        result = a / b
        return result
    except ZeroDivisionError:
        print("0で割ることはできません")
        return None
    finally:
        # ここは必ず実行されます
        print("finally: 後始末(ここでは表示のみ)")

print("結果:", safe_div(10, 2))
print("結果:", safe_div(10, 0))

def with_return() -> int:
    try:
        print("tryでreturnします")
        return 1
    finally:
        print("returnの前でもfinallyは実行されます")

def with_raise() -> None:
    try:
        print("tryで例外を送出します")
        raise ValueError("エラー発生")
    finally:
        print("raiseの前後でもfinallyは実行されます")

print("with_returnの戻り値:", with_return())

try:
    with_raise()
except ValueError as e:
    print("外側で捕捉:", e)

# finally内の例外が元の例外を隠してしまう例
try:
    try:
        1 / 0  # ZeroDivisionError
    finally:
        raise KeyError("finallyで発生した別のエラー")
except Exception as e:
    print("最終的に表に出る例外:", type(e).__name__, e)

def bad_return() -> int:
    try:
        return 1
    finally:
        # これは「1」を上書きしてしまう
        return 2

print("戻り値:", bad_return())

# ファイルを作成 -> 読み込み -> finallyでclose
def read_first_line(path: str) -> None:
    # デモ用にファイルを用意
    with open(path, "w", encoding="utf-8") as wf:
        wf.write("1行目\n2行目\n")

    f = None
    try:
        f = open(path, "r", encoding="utf-8")
        first = f.readline().rstrip("\n")
        print("読み込んだ1行目:", first)
    except FileNotFoundError:
        print("ファイルが見つかりません")
    finally:
        if f is not None:
            f.close()
            print("ファイルをcloseしました")

read_first_line("sample.txt")

import os
import tempfile

def do_with_tmp() -> None:
    fd = None
    path = None
    try:
        fd, path = tempfile.mkstemp()  # 低レベルAPI: ファイル記述子とパスを返す
        print("作成:", path, "存在:", os.path.exists(path))
        os.write(fd, b"temp data")
        # ここで処理...
    finally:
        if fd is not None:
            os.close(fd)  # まずクローズ
        if path and os.path.exists(path):
            os.remove(path)  # その後削除
            print("削除:", path, "存在:", os.path.exists(path))

do_with_tmp()

import sqlite3

def db_transaction(success: bool) -> None:
    conn = sqlite3.connect(":memory:")  # デモではメモリDB
    try:
        cur = conn.cursor()
        cur.execute("CREATE TABLE t (id INTEGER)")
        cur.execute("INSERT INTO t VALUES (1)")
        if success:
            conn.commit()
            print("コミット完了")
        else:
            # 敢えてエラーを発生させる
            raise RuntimeError("DB処理に失敗")
    except Exception as e:
        print("例外発生:", e)
        conn.rollback()
        print("ロールバック完了")
    finally:
        conn.close()
        print("コネクションをcloseしました")

print("--- 成功時 ---")
db_transaction(True)
print("--- 失敗時 ---")
db_transaction(False)

import threading

def use_lock(cause_error: bool) -> None:
    lock = threading.Lock()
    lock.acquire()
    try:
        print("ロック獲得中:", lock.locked())
        if cause_error:
            raise RuntimeError("クリティカルセクションで失敗")
        print("クリティカルセクションの処理")
    finally:
        if lock.locked():
            lock.release()
            print("ロックを解放しました")
    print("ロック状態(解放後):", lock.locked())

print("--- 正常 ---")
use_lock(False)
print("--- 例外発生 ---")
use_lock(True)

import socket

def fetch_head_example() -> None:
    s = socket.socket(socket.AF_INET, socket.SOCK_STREAM)
    s.settimeout(2)
    try:
        # example.com:80 へ接続を試みる
        result = s.connect_ex(("example.com", 80))
        if result == 0:
            print("接続成功")
            s.sendall(b"HEAD / HTTP/1.0\r\nHost: example.com\r\n\r\n")
            head = s.recv(64)
            print("1行目:", head.splitlines()[0].decode("ascii", "ignore"))
        else:
            print("接続失敗:", result)
    finally:
        s.close()
        print("ソケットをcloseしました")

fetch_head_example()

# withなら自動でcloseされる
path = "with_sample.txt"
with open(path, "w", encoding="utf-8") as w:
    w.write("hello with\n")

with open(path, "r", encoding="utf-8") as f:
    line = f.readline().strip()
    print("読み込み:", line)
# ここを出た時点でfは自動クローズ済み
print("自動クローズ確認:", f.closed)

import os
import tempfile

def chdir_temporarily() -> None:
    original = os.getcwd()
    tmpdir = tempfile.mkdtemp()
    try:
        print("元のcwd:", original)
        os.chdir(tmpdir)
        print("変更後cwd:", os.getcwd())
        # ここでtmpdir内での処理を行う
    finally:
        # 例外の有無にかかわらず必ず元に戻す
        os.chdir(original)
        print("復帰cwd:", os.getcwd())

chdir_temporarily()