Ficheiros, exceções e testes

Para guardar as notas [12, 16] entre execuções, podemos escrever um inteiro por linha num ficheiro; ao lê-lo, é preciso distinguir um caminho inexistente, uma linha em branco e um número inválido, e cada caso exige uma decisão do contrato.

Módulos e organização

Um módulo é normalmente um ficheiro .py com definições e instruções. import math permite usar math.sqrt; from math import sqrt introduz sqrt no âmbito atual. Evita import *, porque torna a origem dos nomes menos clara.

import math

print(math.isclose(math.sqrt(2) ** 2, 2.0))

A saída é True, pois a comparação aceita uma pequena diferença numérica.

Para separar um módulo reutilizável da execução direta, usa if __name__ == "__main__": junto do código de entrada e saída. Ao importar, as instruções no nível do módulo executam, e esse guarda evita correr a interface de entrada como efeito da importação.

Trabalha com dois ficheiros: estatistica.py define media(valores) e relatorio.py importa-a com from estatistica import media. Se relatorio.py correr como programa, o bloco guardado lê o ficheiro e imprime o resultado; se outro programa importar relatorio, esse bloco não corre.

Ler e escrever ficheiros

open(caminho, modo, encoding="utf-8") abre um ficheiro de texto. Um caminho relativo é interpretado a partir da pasta de trabalho do processo, não automaticamente da pasta onde está o programa.

with fecha o recurso ao sair do bloco, incluindo quando há uma exceção. read() lê tudo; percorrer for linha in ficheiro lê linha a linha; readline() lê a próxima linha e devolve "" ao chegar ao fim. Uma linha em branco costuma ser "\n", portanto difere do fim do ficheiro.

with open("notas.txt", "w", encoding="utf-8") as ficheiro:
    ficheiro.write("12\n16\n")

with open("notas.txt", "r", encoding="utf-8") as ficheiro:
    notas = [int(linha.strip()) for linha in ficheiro]

print(notas)
print(sum(notas) / len(notas))

A escrita produz duas linhas, 12 e 16, e a compreensão lê cada linha, remove a mudança de linha com strip e converte-a com int, recuperando [12, 16]; a média é $(12+16)/2=14$, apresentada como 14.0 pela divisão. Aqui as linhas são não vazias e contêm inteiros; se o formato permitir outros casos, trata-os explicitamente. Num ficheiro vazio, a lista seria [] e o cálculo da média dividiria por zero.

No editor, o ficheiro existe apenas durante esta execução. Num programa local, fica no disco. write recebe texto, não acrescenta uma mudança de linha por si só e devolve o número de caracteres escritos.

CSV sem dividir à mão

Um ficheiro CSV representa linhas de campos. Os campos podem conter separadores e aspas, por isso split(",") não é um leitor CSV completo. Usa o módulo csv, que conhece essas regras.

import csv

with open("alunos.csv", "w", encoding="utf-8", newline="") as ficheiro:
    escritor = csv.writer(ficheiro)
    escritor.writerow(["nome", "nota"])
    escritor.writerow(["Ana, Silva", 15])

with open("alunos.csv", encoding="utf-8", newline="") as ficheiro:
    leitor = csv.DictReader(ficheiro)
    for linha in leitor:
        print(linha["nome"], int(linha["nota"]))

DictReader usa a primeira linha como nomes das colunas. O nome conserva a vírgula porque o escritor delimitou o campo. Os valores lidos são strings, por isso convertemos a nota. newline="" deixa o módulo tratar as mudanças de linha do formato.

Exceções, try, except, else e finally

Uma exceção interrompe o percurso normal e procura um tratador compatível nas chamadas ativas.

• try envolve a operação que pode falhar.
• except Tipo trata esse tipo de falha.
• else corre apenas se o corpo de try terminar normalmente, sem exceção e sem sair por return, break ou continue.
• finally corre sempre na saída, haja ou não exceção.

Por exemplo, um return dentro de try salta o else, mas executa o finally.

texto = input()
try:
    numero = int(texto)
except ValueError:
    print("não é inteiro")
else:
    print(numero * 2)
finally:
    print("fim")

Para abc, a conversão lança ValueError, enquanto para 12 devolve o inteiro 12; a tabela mostra o bloco executado a seguir e a primeira linha de saída, e em ambas as entradas finally acrescenta ainda uma segunda linha com fim:

Uma falha dentro de else não volta ao except associado: esse tratador cobre o corpo de try. Um except ValueError também não trata ZeroDivisionError. Escolhe o erro esperado em vez de esconder qualquer falha com except:.

Alguns erros comuns são ValueError para um valor inadequado, TypeError para tipos incompatíveis, IndexError para índices inválidos, KeyError para chaves em falta e FileNotFoundError para um ficheiro inexistente. raise ValueError("mensagem") comunica uma violação do contrato. Depois de uma falha, define se a operação deve pedir novos dados, ignorar a linha, devolver um sinal ou terminar; não inventes um resultado válido.

Ordem dos tratadores e propagação

Os tipos de exceção formam uma hierarquia. FileNotFoundError é um caso de OSError; um except OSError também o trata. Python escolhe o primeiro except compatível, por isso uma resposta específica deve aparecer antes de uma resposta mais geral.

try:
    raise FileNotFoundError("ficheiro em falta")
except FileNotFoundError:
    print("confere o caminho")
except OSError:
    print("falha de acesso")

A saída é confere o caminho. Se inverteres os tratadores, passa a ser falha de acesso: a exceção continua do mesmo tipo, mas já foi tratada pelo ramo geral. Uma exceção sem tratador compatível propaga-se ao chamador, que pode tratá-la num try exterior. O código normal depois da operação que falhou não retoma no meio desse try.

Asserções e testes

assert condicao exprime uma hipótese interna e lança AssertionError se for falsa. Pode ser desativado ao correr Python com otimizações, por isso não o uses como única validação de entradas do utilizador.

Um teste compara o resultado real com um esperado calculado independentemente. Escolhe um caso normal, os limites e as entradas inválidas previstas pelo contrato.

def media(valores):
    if not valores:
        raise ValueError("sequência vazia")
    return sum(valores) / len(valores)

assert media([10, 14]) == 12
assert media([7]) == 7
try:
    media([])
except ValueError:
    print("entrada vazia rejeitada")
else:
    raise AssertionError("devia rejeitar a entrada vazia")

A saída é entrada vazia rejeitada. O resultado 12 vem de $(10+14)/2$, não de copiar o cálculo interno para o teste. A entrada de um elemento e a entrada vazia testam decisões diferentes.

Depurar um resultado errado

Desenvolve por partes pequenas, como no cálculo da distância entre pontos: começa com uma função que devolve 0.0, confirma que corre, acrescenta as diferenças, confirma, e só depois a raiz. Reproduz cada falha com a menor entrada útil e segue os valores antes e depois da instrução suspeita, usando um depurador, uma tabela de execução ou print temporários; confirma o primeiro ponto onde o estado diverge do esperado, porque um teste que passa num exemplo não demonstra todos os casos.

Para problemas numéricos, verifica unidades, domínio e precisão. Para coleções, verifica ordem, repetições e mutação. Para ficheiros, verifica pasta de trabalho, modo e formato antes de alterar o algoritmo de cálculo.