Pythonのraiseの使い方: 基本と実例で学ぶ意図的な例外発生

# 意図的にValueErrorを発生させる最小の例
def positive_square_root(x: float) -> float:
    if x < 0:
        # 期待通りに計算できないので例外を投げる
        raise ValueError("xは0以上である必要があります")
    return x ** 0.5

print(positive_square_root(9))
print(positive_square_root(-1))  # ここで例外が発生

# 基本構文の例: 型と値の両方をチェック
def normalized_ratio(a: float, b: float) -> float:
    # 型チェック(ここではfloatまたはintを期待)
    if not isinstance(a, (int, float)) or not isinstance(b, (int, float)):
        raise TypeError("aとbは数値(int/float)である必要があります")
    # 値チェック(分母は0不可)
    if b == 0:
        raise ValueError("b(分母)は0ではいけません")
    return a / b

print(normalized_ratio(3, 2))
print(normalized_ratio("3", 2))  # TypeError

# NG例: 文字列をraiseしてはいけない
def bad():
    raise "エラー"  # これはPython 3ではTypeErrorになります

bad()

# OK例: 適切な例外クラスを使う
def good():
    raise ValueError("エラー: 入力が不正です")

good()

def parse_age(text: str) -> int:
    # 空文字や数字以外を弾く
    if not text or not text.isdigit():
        raise ValueError(f"ageの形式が不正です: {text!r}")
    age = int(text)
    if age < 0:
        raise ValueError("ageは0以上である必要があります")
    return age

print(parse_age("20"))
print(parse_age("abc"))  # ValueError

from typing import Iterable

def head(items: Iterable, n: int = 1):
    if not isinstance(n, int):
        raise TypeError("nはint型である必要があります")
    return list(items)[:n]

print(head([1, 2, 3], n="2"))  # TypeError

settings = {"host": "localhost"}

def get_required(config: dict, key: str):
    if key not in config:
        raise KeyError(f"必須設定が不足しています: {key!r}")
    return config[key]

print(get_required(settings, "port"))  # KeyError

class Exporter:
    def export(self, fmt: str) -> str:
        if fmt == "json":
            return '{"ok": true}'
        # まだ対応していない形式
        raise NotImplementedError(f"このフォーマットは未対応です: {fmt!r}")

exp = Exporter()
print(exp.export("xml"))  # NotImplementedError

class Connection:
    def __init__(self):
        self.connected = False

    def connect(self):
        self.connected = True

    def send(self, data: bytes):
        if not self.connected:
            raise RuntimeError("接続前にsend()は呼べません")
        print("送信:", data)

conn = Connection()
conn.send(b"hello")  # RuntimeError

def percentage(text: str) -> float:
    """'85%'のような文字列を0.0〜1.0の小数へ変換"""
    if not text.endswith("%"):
        raise ValueError("末尾に%が必要です (例: '85%')")
    num = text[:-1]
    if not num.replace(".", "", 1).isdigit():
        raise ValueError(f"数値部分が不正です: {num!r}")
    value = float(num) / 100.0
    if not (0.0 <= value <= 1.0):
        raise ValueError("0%〜100%の範囲で指定してください")
    return value

print(percentage("85%"))
print(percentage("120%"))  # 範囲外 → ValueError

def export(data: dict, fmt: str) -> str:
    if fmt == "json":
        import json
        return json.dumps(data)
    elif fmt == "csv":
        # TODO: 後で実装
        raise NotImplementedError("csv出力はまだ未対応です")
    else:
        raise NotImplementedError(f"未知の形式です: {fmt!r}")

print(export({"x": 1}, "csv"))

import os

def get_env_required(name: str) -> str:
    """必須な環境変数を取得。なければKeyErrorを投げる。"""
    try:
        return os.environ[name]
    except KeyError as e:
        # 独自メッセージに差し替えて再送出
        raise KeyError(f"必須の環境変数が見つかりません: {name!r}") from e

print(get_env_required("API_KEY"))  # 未設定ならKeyError

# 悪い例: 失敗時にNoneを返す
def parse_int_or_none(text: str):
    return int(text) if text.isdigit() else None

x = parse_int_or_none("abc")
# xがNoneだとこの後の処理でTypeErrorなどの二次被害を生むことがある
print(x + 1)  # ここでエラー: TypeError

# 良い例: 失敗時は明確にValueErrorを投げる
def parse_int(text: str) -> int:
    if not text.isdigit():
        raise ValueError(f"整数として解釈できません: {text!r}")
    return int(text)

# 呼び出し側はtry-exceptで意図を持って対処できる
try:
    print(parse_int("abc"))
except ValueError as e:
    print("入力エラー:", e)

def outer():
    try:
        int("abc")  # ここでValueErrorが発生
    except ValueError:
        # ローカルでは何もせず、そのまま再送出
        raise

outer()

import logging

logging.basicConfig(level=logging.ERROR, format="%(levelname)s:%(message)s")
logger = logging.getLogger(__name__)

def work():
    try:
        return 10 / 0
    except Exception:
        logger.exception("計算に失敗しました")
        raise  # 元の例外(ZeroDivisionError)を保ったまま再送出

work()

def re_raise():
    try:
        float("NaN!")  # ValueError
    except ValueError:
        raise  # OK: 元のトレースバックを保持

def lose_traceback():
    try:
        float("NaN!")  # ここが本当の発生源
    except ValueError as e:
        raise e  # NG: トレースバックがこの行から始まってしまう

def wrap_with_context():
    try:
        int("xyz")  # ValueError
    except ValueError as e:
        # より上位の文脈を説明する例外に包んで連鎖
        raise RuntimeError("ユーザーIDの解析に失敗しました") from e

wrap_with_context()

def hide_internal():
    try:
        open("/root/secret.txt")
    except OSError:
        # 内部のパスなどを隠して公開用のメッセージに限定
        raise PermissionError("許可されていない操作です") from None

hide_internal()