Excepciones en Python: No las estás usando lo suficiente

¿Alguna vez estuviste googleando durante horas cómo "hacer que funcione" una librería?
¿Te preguntaste cómo hacer que tu código quede un poco más fácil de leer y de modificar?
¿Te interesaría conocer más acerca de técnicas utilizadas en IA?

Para responder estas preguntas y, por qué no, generar otras, es que desde Ninja quisimos abrir un nuevo espacio de comunicación.

Este artículo forma parte de una serie de conceptos que son, de cierta manera, periféricos a la Ciencia de Datos. Aprender estas cosas es necesario porque lo que vamos a ver en estos posts son conceptos bastante transversales a los proyectos que quieran hacer: permiten mejorar un poquito todos los códigos. Además, saber por qué se usan quizás nos ayude a entender mejor cuándo y por qué implementarlo.

Sin más introducciones, vamos ahora sí al tema que nos ocupa en este caso: las excepciones en Python.

¿Qué es "manejar los errores"?

Supongamos que alguien nos pide como tarea hacer una función que sume listas: es decir, dadas lista1 = [1, 2, 3] y lista2 = [10, 20, 30] nos devuelva [11, 22, 33].
Para resolver este problema, hacemos una función¹:

def sumar_listas(lista1, lista2):
    lista_total = []
    for i in range(len(lista1)):
        lista_total.append(lista1[i] + lista2[i])
    return lista_total

La probamos sobre nuestro ejemplo y 😍

>>> lista1 = [1, 2, 3]
>>> lista2 = [10, 20, 30]
>>> sumar_listas(lista1, lista2)
[11, 22, 33]

Pero en todas las historias hay un villano, y en este caso es alguien que quiere sumar la lista lista1 = [1, 2, 3] con lista2 = [10, 20, 30, 40] (es un villano bastante modesto²).
Nosotros sabemos que sumar eso no tiene sentido porque las listas no tienen el mismo tamaño, pero nuestra función no:

>>> lista1 = [1, 2, 3]
>>> lista2 = [10, 20, 30, 40]
>>> sumar_listas(lista1, lista2)
[11, 22, 33]

Queda claro que acá alguien está haciendo algo mal (nuestro villano) y nuestro programa no está preparado para lidiar con esto.
Pensamos una solución: como la suma de las listas tienen que ser una lista, podemos usar un entero como marca de que "algo anduvo mal".
Por ejemplo, si las listas son de distinto tamaño, devolvemos -1.
Entonces queda:

def sumar_listas_error(lista1, lista2):
    if len(lista1) != len(lista2):
        return -1
    lista_total = []
    for i in range(len(lista1)):
        lista_total.append(lista1[i] + lista2[i])
    return lista_total
>>> sumar_listas_error([1, 2, 3], [10, 20, 30])
[11, 22, 33]
>>> sumar_listas_error([1, 2, 3], [10, 20, 30, 40])
-1

Esta técnica que estamos usando es una implementación casera de manejo de errores, y no está nada mal.
Tiene algunas complicaciones y limitaciones, claro.
La primera es que tenemos que recordar que el -1 quiere decir que hubo un error.
Y la segunda es que éste no es el único error que se puede generar.
También seguramente queramos decir que hubo un error si tratamos de sumar listas con strings adentro: lista1 = ['uno', 2, 3] y lista2 = ['diez', 20, 30].
O sea que, con nuestra implementación casera, no sólo tenemos que chequear si está este error, sino además sería ideal elegir otro número (digamos -2) para avisar que el error es distinto.
Y hay que recordar qué significa ese número... y después elegir qué hacer si tenemos ese error!

Siempre es bueno tener un manejo de errores, y si eligen usar éste, ¡bienvenido sea!³
Es claramente mejor que nada.
Pero implica que tenemos que encargarnos nosotros como programadores de tres "problemas":

Recordar qué quieren decir -1, -2, etcétera.
Andar pasando el error de función en función. Además... ¿qué hacemos si -1 o -2 son resultados posibles de nuestra función?
Chequear a cada rato si la función tiró un error y decidir qué hacer.

Manejar errores de repente pone una montaña de cosas bajo nuestra responsabilidad.
En general, es mejor depender de soluciones usadas en la comunidad antes que crear la propia.
Hay una gran cantidad de motivos para justificar esto, algunos que todos tenemos presentes, otros que quizás no tanto.
Pero mejor que eso sea tarea de otro post.
Por lo pronto, en Python hay una forma mucho más linda, pensada desde el comienzo del lenguaje, que se comporta bien en todas las librerías.
En fin, más... Pythónica

El manejo de las excepciones de Python. Lanzar y capturar.

Obviando los errores de sintaxis (como por ejemplo olvidarse un : después de un if), Python maneja los errores a través de las excepciones.
Qué pasa por ejemplo, si tratamos de sumar un string con un int?

>>> '2' + 3
Traceback (most recent call last):
  File "<stdin>", line 1, in <module>
TypeError: cannot concatenate 'str' and 'int' objects

Ese TypeError que aparece ahí es una de las excepciones estándar de Python (tiene unas cuantas decenas) de las que veníamos hablando.
Esto resuelve el primer problema: es un error de Tipo.
Hasta escribe en pantalla (más o menos) cuál es el problema.
Ahora, para explicar cómo resuelve los otros dos problemas tenemos que cambiar la mentalidad.
Vamos a responder al problema 2 (cómo pasar el error de función en función) respondiendo a una pregunta similar: cómo hago para alertar al programa en general de un error.

Lanzar excepciones

Para esto, Python usa un carril paralelo al de los valores que devuelve en las funciones (fíjense que esto resuelve el bonus del problema 2.: qué hacer si nuestro código de error es un valor esperado por la función).
Imaginen que cada vez que ejecutamos una función nos metemos "un paso más abajo" en el código.
En este caso, la excepción frena todo y sube de golpe.
Este proceso de "alertar" se llama en la jerga lanzar una excepción y, en Python, se lanzan con raise.
En nuestro ejemplo de sumar_listas podemos pedir que cuando las listas tienen distinto tamaño, se lance la excepción ValueError (es una de las excepciones estándar de Python).
En ese caso, nuestra función se vería

def sumar_listas_lanza(lista1, lista2):
    if len(lista1) != len(lista2):
        raise ValueError("Las listas tienen distinto tamaño")
    lista_total = []
    for i in range(len(lista1)):
        lista_total.append(lista1[i] + lista2[i])
    return lista_total

y si ahí tratamos de sumar las listas que habíamos dicho antes, tenemos

>>> sumar_listas_lanza([1, 2, 3], [10, 20, 30, 40])
Traceback (most recent call last):
  File "<stdin>", line 1, in <module>
  File "sumar_listas.py", line 18, in sumar_listas_lanza
    raise ValueError("Las listas tienen distinto tamaño")
ValueError: Las listas tienen distinto tamaño

Fíjense que encima nos dice que el error está en sumar_listas_lanza, y hasta la línea del archivo! No podemos pedir mucho más.

Capturar excepciones

Bueno, quizás sí podemos pedir un poco más... ¿qué pasa si queremos hacer algo cuando hay un error?
Muy bueno lo del error y eso, pero quizás no quiero que cuando pase algo que no esperaba el programa se detenga por completo y se ponga a gritar ERROR ERROR.
Supongamos que quiero llamar a esta función, pero que si ambas listas son de distinto tamaño, directamente me devuelva la primera de ambas.
Una posibilidad sería que en vez del raise que pusimos adentro, pogamos un return de la lista por defecto... pero medio que estamos tirando todo por la borda.
Estábamos conformes con que fuera un error, simplemente queremos tratar de intervenir mientras va subiendo antes de que detenga todo el programa.
Además, en ese caso, la función no debería llamarse sumar_lista, sino sumar_lista_excepto_que_sean_de_distinto_tamano_etcétera (más allá del nombre, la función ya no sólo "sumaría dos listas").

Lo que tenemos que hacer es capturar la excepción.
El ejemplo se ve más claro si imagináramos que una función está llamado a nuestro sumar_listas_lanza y, con el resultado, hace algo.
Por ejemplo, la función maximo_suma que ponemos aquí devuelve el máximo de la suma de las listas.

def maximo_suma(lista1, lista2):
    suma = sumar_listas_lanza(lista1, lista2)
    maximo = max(suma)
    return maximo

Las excepciones se capturan con los bloques de try/except.
Como casi todo lo que está desarrollado en Python, se puede tratar de "leer" directamente: quiere decir intentá X, excepto que pase Y.
Nosotros podríamos intentar sumar_listas_lanza, excepto que haya un ValueError y, en ese caso, usamos la primera lista, lista1:

def maximo_suma(lista1, lista2):
    try:
        resultado = sumar_listas_lanza(lista1, lista2)
    except ValueError:
        resultado = lista1
    maximo = max(resultado)
    return maximo

En conclusión

Tener un sistema de manejo de errores es importante, y Python nos permite que las excepciones vayan por un carril separado a las funciones.
Aprovechando eso, los códigos quedan mucho más claros, tanto al leerlos como al ejecutarlos.
En la próxima edición, vamos a ver cómo usar las excepciones de Python para controlar el flujo de ejecución y cómo crear nuestras propias excepciones.

El código que escribimos aquí no va a ser 100% "pythonico" (más de uno podría poner el grito en el cielo porque usemos for i in range(len(a))); pero priorizamos que se entienda el concepto. ↩
Está bueno pensar siempre en cómo se comporta nuestro código fuera del comportamiento que teníamos en mente; la técnica de pensar que estamos programando para evitar que un "villano" haga que nuestro código dé resultados incoherentes es bastante útil. ↩
De hecho, es parecido al que usa nada menos que el kernel de Linux. Claro, no tienen muchas más alternativas. ↩