Lesson 17 例外 ― Python言語の文法（応用編）：機械学習＆ディープラーニング入門（Python編）

本連載では、コードを書く流れに沿ってPython言語の基礎文法を説明してきた。今回は、応用的だが、利用頻度が高く重要な文法として、例外を紹介する。

[一色政彦，デジタルアドバンテージ]

連載目次

ご注意：本記事は、＠IT／Deep Insider編集部（デジタルアドバンテージ社）が「deepinsider.jp」というサイトから、内容を改変することなく、そのまま「＠IT」へと転載したものです。このため用字用語の統一ルールなどは＠ITのそれとは一致しません。あらかじめご了承ください。

　Python言語の文法のうち、応用的だが押さえておいてほしいものをいくつか、具体的には、

• if 条件式（Lesson 14）
• and／or／not 論理演算子（Lesson 14）
• ラムダ式（Lesson 15）
• リスト内包表記（Lesson 16）
• 例外（Lesson 17）

の5項目を紹介してから終わりとしたい。これらは、Pythonのサンプルコードを読む際に出くわす可能性が特に高く、しかも知らないと非常に難解そうなコードに思えてしまうものたちである。そのうち今回は、「例外」について説明する。※脚注や図、コードリストの番号は前回からの続き番号としている。

　なお、本稿で示すサンプルコードの実行環境については、Lesson 1を一読してほしい。

　Lesson 1でも示したように、本連載のすべてのサンプルコードは、下記のリンク先で実行もしくは参照できる。

Python言語の文法（応用編）

例外

　例外（exception）とは、いわゆる「エラー」（＝プログラム上の異常事態）のことである。Pythonプログラムの実行途中で何らかのエラーが起こった際、意図せずに処理が中断してしまうことになる。エラーが起こったことをプログラムのユーザーに通知して何らかの対処を取った方がよい、という場面は多い。機械学習やディープラーニングでも、エラー発生時にメールなどで通知する処理を書きたいなどはあるだろう。

　そういった例外処理を実現できるのが、try〜exceptという構文である。例えばデータ読み取りのために、あるファイルを開こうとして開けなかった場合、例外として捕捉（＝キャッチ）してユーザーに通知したい、とする。

　通常であれば、Pythonの組み込み関数のopen()関数でファイルを開き、その戻り値のファイルオブジェクトのreadlines()で全行を読み取り、close()関数でファイルを閉じる、というコードを記述する。リスト22-1がその例で、open()関数の引数にファイル名「'data.csv'」を指定している。ちなみに、close()関数を書く代わりにwithという構文を使って書くこともできるが、本稿では説明を割愛する。

f = open('data.csv')
lines = f.readlines()
f.close()

リスト22-1　ファイルを開いて読み取るコード例

　open()関数の引数に指定したdata.csvファイルがない状態でこのコードを実行すると、当然、例外が発生する。具体的には、図21のようにFileNotFoundErrorという例外（※Python 3系の場合。旧Python 2系ではIOError例外）が発生する。

図21　例外が発生した例

　この例外を捕捉してユーザーに通知するには、try文を使って、リスト22-2のように記述する。

try:
  f = open('data.csv')
  print('ファイルは正常に開けました。')

except FileNotFoundError as e:
#except IOError as e:  # Python 2系の場合
  print('ファイルがないようです。')
  print(e)  # [Errno 2] No such file or directory: 'data.csv'
  raise

except:
  print('何らかの例外が発生しました。')
  raise

finally:
  print('ここは常に最後に実行される。')
  
lines = f.readlines()
f.close()

リスト22-2　ファイルを開いて読み取るコード例

　try:の後にブロックが続き、後続のexcept ＜例外名＞:／except:／finally:の後にもそれぞれブロックが続いている。構文としてはこれまでと同じワンパターンなので、もう構文のイメージ図は不要だろう。省略する。

　try:の配下ブロックでは、例外が発生する可能性のあるコードを記述する。この例ではopen()関数を呼び出している。

　except ＜例外名＞:（＜例外名＞の後にas ＜別名＞を足すことも可能）の配下ブロックに、例外の処理を記述する。＜例外名＞は、図21のFileNotFoundError（※Python 3系の場合。Python 2系ではIOError）を記述すればよい。これにより、指定した名前の例外がこのブロックで捕捉され、発生した例外に関する情報を含んでいるオブジェクトがas ＜別名＞の＜別名＞に指定した名前の変数に代入される。ブロック内ではこの変数を利用して、（print(e)のように）例外についての情報を取り出せる。例外名については、実際に起きた例外で確かめるか、呼び出す関数のAPIリファレンスを見て確かめるしかない。

　例外名が分からない、もしくはすべての例外を捕捉したい場合は、except:とその配下のブロックを記述すればよい。ちなみにリスト21-2の例では、except ＜例外名＞:とexcept:の両方を記述しているが、もちろんexcept:だけを記述してもよい。

　最後のfinally:とその配下のブロックは、省略することも可能で、try:の配下ブロックの完全実行後、もしくはexcept ＜例外名＞:／except:の配下ブロックの実行が完了した後の、最後の最後に実行されることになる。例外であっても、例外でなくても、常に実行される点に注意が必要だ。

つづく

　今回は、例外について説明した。次回はまとめとして、これまでの17回分のLessonのポイントを、箇条書きで短く再確認する。

「機械学習＆ディープラーニング入門（Python編）」