7. エラーと向き合う

# カッコの閉じ忘れ
print("Hello World"  # 閉じカッコがない

# コロンの忘れ
if x > 5
    print("x は 5 より大きい")  # if 文の後のコロンがない

if x > 5:
print("x は 5 より大きい")  # インデントがない

# または混在したインデント
if x > 5:
    print("正しいインデント")
   print("間違ったインデント")  # スペースの数が違う

# 変数名のタイプミス
message = "こんにちは"
print(mesage)  # 正しくは message

# 定義前に使用
print(total)  # total はまだ定義されていない
total = 0

# 文字列と数値の足し算
name = "山田"
age = 15
result = name + age  # 文字列と数値は直接足せない

# 数値でない物に掛け算
result = "hello" * "world"  # 文字列同士の掛け算はできない

fruits = ["りんご", "バナナ", "オレンジ"]
print(fruits[3])  # インデックスは 0, 1, 2 しかない

name = "Python"
print(name[10])  # 文字列の長さは 6 なので 10 番目の文字はない

number = 42
number.append(10)  # 数値型には append メソッドはない

text = "Hello"
text.update()  # 文字列型には update メソッドはない

# 間違った例
counter = 0
conter = conter + 1  # counter のタイプミス

# 対策：変数名を統一し、わかりやすい命名を心がける
counter = 0
counter = counter + 1  # 正しく counter と書く

# 間違った例
print("Hello", (2 + 3 * 4)  # 閉じカッコが足りない

# 対策：エディタの括弧強調機能を使う
print("Hello", (2 + 3 * 4))  # 正しく閉じカッコを入れる

# 間違った例
if x > 5:
    print("x は 5 より大きい")
   print("処理を続けます")  # インデントが揃っていない

# 対策：インデントを揃える
if x > 5:
    print("x は 5 より大きい")
    print("処理を続けます")  # インデントを揃える

# 間違った例
age = input("年齢を入力してください: ")
birth_year = 2023 - age  # input は文字列を返すので計算できない

# 対策：適切な型変換を行う
age = input("年齢を入力してください: ")
birth_year = 2023 - int(age)  # int() で数値に変換

try:
    # エラーが発生するかもしれない処理
    # この部分を「試してみる」
    pass
except:
    # エラーが発生した場合の処理
    # 「失敗した場合の対応策」
    pass

try:
    # エラーが発生するかもしれない処理
    number = int(input("数字を入力してください："))
    print(f"入力された数字は {number} です")
except ValueError:
    # 数値に変換できないときの処理
    print("数字以外が入力されました")

try:
    num1 = int(input("1つ目の数字："))
    num2 = int(input("2つ目の数字："))
    result = num1 / num2
    print(f"結果：{result}")
except ValueError:
    # 数値への変換に失敗した場合
    print("数字を入力してください")
except ZeroDivisionError:
    # 0 で割ろうとした場合
    print("0 で割ることはできません")
except Exception:
    # その他のすべてのエラー
    print("予期せぬエラーが発生しました")

try:
    number = int(input("数字を入力してください："))
except ValueError:
    print("数字以外が入力されました")
else:
    # エラーが発生しなかった場合に実行される
    print(f"正しく数字 {number} が入力されました")
finally:
    # エラーの有無にかかわらず必ず実行される
    print("処理を終了します")

Traceback (most recent call last):
  File "example.py", line 15, in <module>
    text = "答え：" + 42
TypeError: can only concatenate str (not "int") to str

Traceback (most recent call last):
  File "example.py", line 8, in <module>
    print(fruits[3])
IndexError: list index out of range

Traceback (most recent call last):
  File "example.py", line 12, in <module>
    total = price * quantity
NameError: name 'quantity' is not defined

# エラーコード
fruits = ["りんご", "バナナ", "オレンジ"]
print(fruits[3])  # IndexError: list index out of range

# 修正方法 1: 正しいインデックスを使用
print(fruits[2])  # オレンジ（3番目の要素はインデックス2）

# 修正方法 2: インデックスの範囲をチェック
if len(fruits) > 3:
    print(fruits[3])
else:
    print("インデックスが範囲外です")

# エラーコード
price = 1200
total = price * quantity  # NameError: name 'quantity' is not defined

# 修正方法: 変数を事前に定義する
price = 1200
quantity = 3  # 変数を定義
total = price * quantity  # これで正しく動作

# エラーコード
text = "答え：" + 42  # TypeError: can only concatenate str (not "int") to str

# 修正方法 1: 整数を文字列に変換
text = "答え：" + str(42)  # str() で整数を文字列に変換

# 修正方法 2: f文字列を使用
text = f"答え：{42}"  # f文字列なら型を気にする必要がない

def calculate_total(items):
    total = 0
    print(f"計算開始：items = {items}")  # デバッグ用出力

    for item in items:
        print(f"処理中：item = {item}")  # 各ステップの確認
        total += item
        print(f"現在の合計：{total}")    # 中間結果の確認

    print(f"計算終了：total = {total}")  # 最終結果の確認
    return total

# プログラムの実行
numbers = [10, 20, 30]
result = calculate_total(numbers)

計算開始：items = [10, 20, 30]
処理中：item = 10
現在の合計：10
処理中：item = 20
現在の合計：30
処理中：item = 30
現在の合計：60
計算終了：total = 60

x = 10
y = 20

print("===== [DEBUG] 関数開始 =====")
print(f"[DEBUG] 変数 x の値: {x}")
print(f"[DEBUG] 変数 y の値: {y}")
print("===== [DEBUG] 関数終了 =====")

value = input("数値を入力: ")
print(f"[DEBUG] value の値: {value}, 型: {type(value)}")
# 出力例: [DEBUG] value の値: 123, 型: <class 'str'>

# 数値計算の前に型を確認し、必要に応じて変換
if isinstance(value, str):
    value = int(value)

score = 75

print(f"[DEBUG] score の値: {score}")

if score >= 90:
    print("[DEBUG] 条件1が True: score >= 90")
    grade = "A"
elif score >= 80:
    print("[DEBUG] 条件2が True: score >= 80")
    grade = "B"
elif score >= 70:
    print("[DEBUG] 条件3が True: score >= 70")
    grade = "C"
else:
    print("[DEBUG] すべての条件が False")
    grade = "D"

print(f"[DEBUG] 最終的な grade: {grade}")

numbers = [10, -5, 20, -8, 15]
positive_sum = 0

print(f"[DEBUG] 入力リスト: {numbers}")

for i, num in enumerate(numbers):
    print(f"[DEBUG] ループ {i+1}回目: num = {num}")

    if num > 0:
        print(f"[DEBUG] 正の数を検出: {num}")
        positive_sum += num
        print(f"[DEBUG] 現在の positive_sum: {positive_sum}")

print(f"[DEBUG] 最終的な正の数の合計: {positive_sum}")

def calculate_total(items):
    total = 0
    # print(f"計算開始：items = {items}")  # デバッグ用出力

    for item in items:
        # print(f"処理中：item = {item}")  # 各ステップの確認
        total += item
        # print(f"現在の合計：{total}")    # 中間結果の確認

    # print(f"計算終了：total = {total}")  # 最終結果の確認
    return total

def calc(x,y,z):
    a=x+y
    if a>10:b=a*z
    else:b=a/z
    return b


print(calc(1, 2, 3))

def calculate_result(base_num: int, add_num: int, multiplier: int) -> int | float:
    """2 つの数の和を計算し、条件に応じて乗算または除算を行う.

    Args:
        base_num: 基準となる数
        add_num: 加算する数
        multiplier: 乗除算に使う数

    Returns:
        int: 計算結果
    """
    # 最初の 2 つの数を加算
    sum_result = base_num + add_num

    # 合計が 10 より大きければ乗算、それ以外は除算
    if sum_result > 10:
        final_result = sum_result * multiplier
    else:
        final_result = sum_result / multiplier

    return final_result


print(calculate_result(1, 2, 3))

# 悪い例
a = 15  # 何を表す変数か分からない
lst = [10, 20, 30]  # 中身が分からない
tmp = "東京都"  # 一時的な変数なのか、何のデータなのか不明

# 良い例
age = 15  # 年齢であることが明確
scores = [10, 20, 30]  # 点数のリストであることが分かる
city_name = "東京都"  # 都市名であることが分かる

# 悪い例
def calc(scores):  # 何を計算するのか不明
    return sum(scores) / len(scores)

# 良い例
def calculate_average(scores):  # 平均値を計算することが明確
    return sum(scores) / len(scores)

def calculate_discount(price, discount_rate):
    """
    商品の割引後価格を計算する関数

    Args:
        price: 元の価格
        discount_rate: 割引率（0.0〜1.0）

    Returns:
        割引後の価格（小数点以下切り捨て）
    """
    discounted_price = price * (1 - discount_rate)
    return int(discounted_price)

# ユーザー入力の値を数値に変換し、エラー処理を行う
try:
    user_input = input("数値を入力してください: ")
    number = float(user_input)
except ValueError:
    print("有効な数値を入力してください")
    number = 0

def fetch_data_from_api(user_id: str) -> None:
    """API からデータを取得する関数.

    Args:
        user_id: ユーザーの ID
    """
    pass


# 注意: この API は 1 分間に最大 60 回までしか呼び出せません
# 頻繁に呼び出すとエラーになる可能性があります
fetch_data_from_api(user_id="1234567890")

# 悪い例 （インデントが不揃い、空白がない）
def calculate(a,b):
   result=a+b
   if result>10:
        return result*2
   else:
    return result

# 良い例 （一貫したインデント、適切な空白）
def calculate(a, b):
    result = a + b

    if result > 10:
        return result * 2
    else:
        return result

# 入力を受け取る
name = input("名前を入力してください: ")
age = int(input("年齢を入力してください: "))

# 条件に基づいて処理
if age >= 20:
    message = f"{name}さんは成人です"
else:
    message = f"{name}さんは未成年です"

# 結果を表示
print(message)

def practice_errors():
    # 1. NameError: 定義されていない変数を使用
    try:
        print(undefined_name)  # この変数は定義されていない
    except NameError as e:
        print(f"変数が定義されていません：{e}")
        print(f"エラーの種類：{type(e).__name__}")
        print("--------------------")

    # 2. TypeError: 異なる型の演算
    try:
        result = "hello" + 123  # 文字列と数値は直接足せない
    except TypeError as e:
        print(f"型が合っていません：{e}")
        print(f"エラーの種類：{type(e).__name__}")
        print("--------------------")

    # 3. IndexError: リストの範囲外にアクセス
    try:
        list_data = [1, 2, 3]
        print(list_data[10])  # リストの範囲外のインデックス
    except IndexError as e:
        print(f"リストの範囲外です：{e}")
        print(f"エラーの種類：{type(e).__name__}")
        print("--------------------")


# 実行
practice_errors()

変数が定義されていません：name 'undefined_name' is not defined
エラーの種類：NameError
--------------------
型が合っていません：can only concatenate str (not "int") to str
エラーの種類：TypeError
--------------------
リストの範囲外です：list index out of range
エラーの種類：IndexError
--------------------

def explore_exception_hierarchy():
    # 例外クラスの階層を確認
    import builtins

    # 組み込み例外の一覧を取得
    exception_classes = []

    for name in dir(builtins):
        obj = getattr(builtins, name)
        if isinstance(obj, type) and issubclass(obj, BaseException):
            exception_classes.append(obj)

    # 例外の階層を表示
    for exc_class in exception_classes:
        if exc_class.__base__ is BaseException or exc_class.__base__ is Exception:
            print(f"{exc_class.__name__}")

            # サブクラスを表示
            for sub_class in exception_classes:
                if sub_class.__base__ is exc_class and sub_class is not exc_class:
                    print(f"  └─ {sub_class.__name__}")


explore_exception_hierarchy()

ArithmeticError
  └─ FloatingPointError
  └─ OverflowError
  └─ ZeroDivisionError
AssertionError
AttributeError
BaseExceptionGroup
  └─ ExceptionGroup
BufferError
EOFError
OSError
  └─ BlockingIOError
  └─ ChildProcessError
  └─ ConnectionError
  └─ FileExistsError
  └─ FileNotFoundError
  └─ InterruptedError
  └─ IsADirectoryError
  └─ NotADirectoryError
  └─ PermissionError
  └─ ProcessLookupError
  └─ TimeoutError
Exception
  └─ ArithmeticError
  └─ AssertionError
  └─ AttributeError
  └─ BufferError
  └─ EOFError
  └─ OSError
  └─ OSError
  └─ ImportError
  └─ LookupError
  └─ MemoryError
  └─ NameError
  └─ OSError
  └─ ReferenceError
  └─ RuntimeError
  └─ StopAsyncIteration
  └─ StopIteration
  └─ SyntaxError
  └─ SystemError
  └─ TypeError
  └─ ValueError
  └─ Warning
GeneratorExit
OSError
  └─ BlockingIOError
  └─ ChildProcessError
  └─ ConnectionError
  └─ FileExistsError
  └─ FileNotFoundError
  └─ InterruptedError
  └─ IsADirectoryError
  └─ NotADirectoryError
  └─ PermissionError
  └─ ProcessLookupError
  └─ TimeoutError
ImportError
  └─ ModuleNotFoundError
KeyboardInterrupt
LookupError
  └─ IndexError
  └─ KeyError
MemoryError
NameError
  └─ UnboundLocalError
OSError
  └─ BlockingIOError
  └─ ChildProcessError
  └─ ConnectionError
  └─ FileExistsError
  └─ FileNotFoundError
  └─ InterruptedError
  └─ IsADirectoryError
  └─ NotADirectoryError
  └─ PermissionError
  └─ ProcessLookupError
  └─ TimeoutError
ReferenceError
RuntimeError
  └─ NotImplementedError
  └─ RecursionError
StopAsyncIteration
StopIteration
SyntaxError
  └─ IndentationError
SystemError
SystemExit
TypeError
ValueError
  └─ UnicodeError
Warning
  └─ BytesWarning
  └─ DeprecationWarning
  └─ EncodingWarning
  └─ FutureWarning
  └─ ImportWarning
  └─ PendingDeprecationWarning
  └─ ResourceWarning
  └─ RuntimeWarning
  └─ SyntaxWarning
  └─ UnicodeWarning
  └─ UserWarning

class Student:
    def __init__(self, name: str, age: int):
        self.name = name
        self.age = age

    def calculate_grade(self, score: int) -> str:
        """点数から成績を計算するメソッド.

        Args:
            score (int): 点数

        Returns:
            str: 成績
        """
        if score < 0 or score > 100:
            raise ValueError("点数は0〜100の範囲で入力してください")

        if score >= 80:
            return "A"
        elif score >= 70:
            return "B"
        elif score >= 60:
            return "C"
        else:
            return "D"

student_1 = Student("John", 20)
student_2 = Student("Michel", 22)

class HighSchoolStudent(Student):
    def __init__(self, name: str, age: int, grade: int):
        super().__init__(name, age)
        self.grade = grade

high_school_student = HighSchoolStudent("John", 20, 3)

def test_calculation_functions():
    """計算関数のテスト"""

    # 足し算のテスト
    assert add(2, 3) == 5, "2 + 3 は 5 になるはず"
    assert add(-1, 1) == 0, "-1 + 1 は 0 になるはず"

    # 掛け算のテスト
    assert multiply(2, 3) == 6, "2 * 3 は 6 になるはず"
    assert multiply(0, 5) == 0, "0 * 5 は 0 になるはず"

    print("すべてのテストが成功しました！")


def add(a, b):
    return a + b


def multiply(a, b):
    return a * b


try:
    test_calculation_functions()
except AssertionError as e:
    print(f"テストが失敗しました：{e}")

import doctest


def add(a, b):
    """
    2つの数を足して返す関数.

    >>> add(1, 2)
    3
    """
    return a + b


if __name__ == "__main__":
    doctest.testmod(verbose=True)

import unittest


class TestCalculationFunctions(unittest.TestCase):
    def test_add(self):
        """add 関数のテスト"""
        self.assertEqual(add(2, 3), 5)
        self.assertEqual(add(-1, 1), 0)

    def test_multiply(self):
        """multiply 関数のテスト"""
        self.assertEqual(multiply(2, 3), 6)
        self.assertEqual(multiply(0, 5), 0)

    def test_average(self):
        """average 関数のテスト"""
        self.assertEqual(average([1, 2, 3]), 2)
        self.assertEqual(average([5, 5, 5]), 5)
        self.assertEqual(average([]), 0)


def add(a, b):
    return a + b


def multiply(a, b):
    return a * b


def average(numbers):
    if not numbers:
        return 0

    return sum(numbers) / len(numbers)


if __name__ == "__main__":
    # 通常のプログラムの場合
    # unittest.main()

    # Google Colab で実行する場合
    unittest.main(argv=['first-arg-is-ignored'], exit=False)

def get_number(prompt: str) -> int:
    """数値を安全に入力させる関数."""
    while True:
        try:
            value = int(input(prompt))
            return value
        except ValueError:
            print("数字を入力してください")


def safe_calculator() -> None:
    """エラーに強い電卓プログラム."""
    while True:
        try:
            # 数値の入力
            num1 = get_number("1つ目の数字を入力：")
            num2 = get_number("2つ目の数字を入力：")

            # 演算子の入力
            operator = input("演算子を入力（+, -, *, /）：")

            # 計算実行
            if operator == "+":
                result = num1 + num2
            elif operator == "-":
                result = num1 - num2
            elif operator == "*":
                result = num1 * num2
            elif operator == "/":
                if num2 == 0:
                    print("0での割り算はできません")
                    continue
                result = num1 / num2
            else:
                print("無効な演算子です")
                continue

            # 結果表示
            print(f"結果：{result}")

            # 継続確認
            if input("続けますか？(y/n)：") != "y":
                break

        except Exception as e:
            print(f"エラーが発生しました：{e}")
            print("もう一度試してください")


safe_calculator()

class VirtualFileSystem:
    """仮想ファイルシステムクラス."""

    def __init__(self) -> None:
        # 仮想ファイルディレクトリ
        self.files = {
            "sample.txt": "これはサンプルファイルです。\n複数行のテキストを含んでいます。\nPythonプログラミングは楽しいですね。",
            "data.csv": "名前,年齢,職業\n田中,25,エンジニア\n佐藤,30,デザイナー\n鈴木,28,マーケター",
            "secret.txt": "このファイルはアクセス権限が必要です。"
        }

        # ファイルのアクセス権限 （True ならアクセス可能）
        self.permissions = {
            "sample.txt": True,
            "data.csv": True,
            "secret.txt": False
        }

    def list_files(self) -> None:
        """利用可能なファイル一覧を表示."""
        print("利用可能なファイル一覧：")
        for filename in self.files.keys():
            print(f"- {filename}")

    def read_file(self, filename: str) -> str | None:
        """ファイルを安全に読み込む."""
        try:
            if filename not in self.files:
                raise FileNotFoundError(f"ファイル '{filename}' が見つかりません")

            return self.files[filename]

        except FileNotFoundError as e:
            print(str(e))
            return None
        except Exception as e:
            print(f"予期せぬエラーが発生しました：{e}")
            return None


def process_file() -> None:
    """ファイル処理プログラム."""
    # 仮想ファイルシステムの初期化
    vfs = VirtualFileSystem()

    while True:
        print("\n")
        vfs.list_files()
        filename = input("\n処理するファイル名を入力してください：")

        # ファイルの読み込み
        content = vfs.read_file(filename)

        if content is not None:
            # ファイルの内容を処理
            print("\nファイルの内容:")
            print(content)

        # 継続確認
        if input("\n他のファイルを処理しますか？(y/n)：") != "y":
            break


process_file()