{
 "cells": [
  {
   "cell_type": "markdown",
   "metadata": {},
   "source": [
    "# Стратегии контроля ошибок\n",
    "\n",
    "Как уже упоминалось, возникновение исключений в `python` не всегда является следствием логических ошибок программы. Нередко механизм исключений и их обработки используется для упрощения программы и повышения её надежности. \n",
    "\n",
    "## LBYL vs EAFP \n",
    "В этой связи часто рассматривают два кардинально разных подхода к контролю ошибок.\n",
    "\n",
    "- Первый из них --- [LBYL](https://docs.python.org/3/glossary.html#term-LBYL), который расшифровывается \"**L**ook **B**efore **Y**ou **L**eap\" (осмотрись, прежде чем прыгать), который предписывает перед попыткой выполнить какую-то операцию убедиться, что её выполнению ничто не помешает. При таком подходе в коде обычно встречается большое количество проверок `if`.\n",
    "\n",
    "- Второй из них --- [EAFP](https://docs.python.org/3/glossary.html#term-EAFP), который расшифровывается \"It's **E**asier to **A**sk **F**orgivness than **P**ermission\" (проще просить прощения, чем получить разрешение), который предписывает попытаться выполнить операцию в блоке `try` и обработать возможные исключения в блоках `except`.\n",
    "\n",
    "В `python` в большинстве ситуаций второй подход является предпочтительным. Разберем основные недостатки первого подхода.\n",
    "\n",
    "**Во-первых,** проверочный код может ухудшить читабельность программы и затруднить понимании основной её части, выполняющейся в отсутствии ошибок.  \n",
    "\n",
    "В качестве примера, предположим, что мы хотим написать функцию безопасного вычисления функции $f(x) = \\sqrt{(x-1)(x-2)(x-3)}$, которая определена на множестве $[1, 2]\\cup[3,\\infty]$."
   ]
  },
  {
   "cell_type": "code",
   "execution_count": 4,
   "metadata": {},
   "outputs": [],
   "source": [
    "from math import sqrt\n",
    "\n",
    "def f(x):\n",
    "    return sqrt((x-1)*(x-2)*(x-3))"
   ]
  },
  {
   "cell_type": "markdown",
   "metadata": {},
   "source": [
    "Вызов этой функции с аргументом вне области определения приведет к возникновению исключения `ValueError`."
   ]
  },
  {
   "cell_type": "code",
   "execution_count": 5,
   "metadata": {},
   "outputs": [
    {
     "ename": "ValueError",
     "evalue": "math domain error",
     "output_type": "error",
     "traceback": [
      "\u001b[1;31m---------------------------------------------------------------------------\u001b[0m",
      "\u001b[1;31mValueError\u001b[0m                                Traceback (most recent call last)",
      "\u001b[1;32m~\\AppData\\Local\\Temp/ipykernel_5124/3994200981.py\u001b[0m in \u001b[0;36m<module>\u001b[1;34m\u001b[0m\n\u001b[1;32m----> 1\u001b[1;33m \u001b[0mf\u001b[0m\u001b[1;33m(\u001b[0m\u001b[1;36m2.5\u001b[0m\u001b[1;33m)\u001b[0m\u001b[1;33m\u001b[0m\u001b[1;33m\u001b[0m\u001b[0m\n\u001b[0m",
      "\u001b[1;32m~\\AppData\\Local\\Temp/ipykernel_5124/2484835386.py\u001b[0m in \u001b[0;36mf\u001b[1;34m(x)\u001b[0m\n\u001b[0;32m      2\u001b[0m \u001b[1;33m\u001b[0m\u001b[0m\n\u001b[0;32m      3\u001b[0m \u001b[1;32mdef\u001b[0m \u001b[0mf\u001b[0m\u001b[1;33m(\u001b[0m\u001b[0mx\u001b[0m\u001b[1;33m)\u001b[0m\u001b[1;33m:\u001b[0m\u001b[1;33m\u001b[0m\u001b[1;33m\u001b[0m\u001b[0m\n\u001b[1;32m----> 4\u001b[1;33m     \u001b[1;32mreturn\u001b[0m \u001b[0msqrt\u001b[0m\u001b[1;33m(\u001b[0m\u001b[1;33m(\u001b[0m\u001b[0mx\u001b[0m\u001b[1;33m-\u001b[0m\u001b[1;36m1\u001b[0m\u001b[1;33m)\u001b[0m\u001b[1;33m*\u001b[0m\u001b[1;33m(\u001b[0m\u001b[0mx\u001b[0m\u001b[1;33m-\u001b[0m\u001b[1;36m2\u001b[0m\u001b[1;33m)\u001b[0m\u001b[1;33m*\u001b[0m\u001b[1;33m(\u001b[0m\u001b[0mx\u001b[0m\u001b[1;33m-\u001b[0m\u001b[1;36m3\u001b[0m\u001b[1;33m)\u001b[0m\u001b[1;33m)\u001b[0m\u001b[1;33m\u001b[0m\u001b[1;33m\u001b[0m\u001b[0m\n\u001b[0m",
      "\u001b[1;31mValueError\u001b[0m: math domain error"
     ]
    }
   ],
   "source": [
    "f(2.5)"
   ]
  },
  {
   "cell_type": "markdown",
   "metadata": {},
   "source": [
    "Реализуем функцию, которая будет возвращать $f(x)$, если $x$ из области определения и `None` иначе.\n",
    "\n",
    "````{panels}\n",
    "**LBYL**\n",
    "^^^\n",
    "```{code} python\n",
    "def safe_f(x):\n",
    "    if x < 0:\n",
    "        return None\n",
    "    if 2 < x < 3:\n",
    "        return None\n",
    "    return sqrt((x-1)*(x-2)*(x-3))\n",
    "```\n",
    "При чтении такой реализации в стиле **LBYL** первое, что бросается в глаза, --- проверки на значение аргумента $x$, в то время как основной код оказывается скрытым где-то в конце функции.  \n",
    "\n",
    "---\n",
    "**EAFP**\n",
    "^^^\n",
    "```{code} python\n",
    "def safe_f(x):\n",
    "    try:\n",
    "        return sqrt((x-1)*(x-2)*(x-3))\n",
    "    except ValueError:\n",
    "        return None\n",
    "```\n",
    "При подходе **EAFP** основной код располагается наверху функции, а исключительные ситуации располагаются ниже.\n",
    "````\n",
    "\n",
    "**Во-вторых,** проверочный код может дублировать действия, которые выполняются при совершении самой операции.\n",
    "\n",
    "В качестве примера рассмотрим метод [get](https://docs.python.org/3/library/stdtypes.html#dict.get) словарей и его возможный реализации. Напомним, что `get` возвращает значение по ключу, если такой ключ находится, и возвращает `None` иначе. \n",
    "\n",
    "````{panels}\n",
    "**LBYL**\n",
    "^^^\n",
    "```{code} python\n",
    "def get(d, k):\n",
    "    if k in d:\n",
    "        return d[k]\n",
    "    else:\n",
    "        return None\n",
    "```\n",
    "Заметим, что выполнение обеих инструкций `k in d` и `d[k]` приводит к проверке наличия ключа в словаре.\n",
    "---\n",
    "**EAFP**\n",
    "^^^\n",
    "```{code} python\n",
    "def get(d, k):\n",
    "    try:\n",
    "        return d[k]\n",
    "    except KeyError:\n",
    "        return None\n",
    "```\n",
    "Проверка на наличие ключа происходит только в операции `d[k]`.\n",
    "````\n",
    "\n",
    "Реализация в рамках подхода **LBYL** приводит к двухкратной проверке на наличие ключа в словаре, в то время как подход **EAFP** позволяет этого избежать.\n",
    "\n",
    "**В-третьих,** между проверкой на безопасность операции и началом выполнения операции многое может измениться. \n",
    "\n",
    "Такая ситуация может случиться в многопоточном приложении. Тут актуален и предыдущий пример со словарем: при подходе **LBYL** возможна ситуация, когда сразу после проверки на наличие ключа в словаре инструкцией `k in d`, другой поток удалит этот ключ, что приведет к возникновению исключения `KeyError`. Второй подход лишен такого недостатка, так как такой проверки вовсе не производится.\n",
    "\n",
    "Так же такая ситуация может возникнуть в приложения, работающих сетью. В таких приложениях принципиально нельзя убедиться, что операцию по сети удаться успешно завершить, т.к. не всё находится под контролем программы: сеть может в любой момент упасть. В таких ситуациях подход **LBYL** почти не заменим."
   ]
  }
 ],
 "metadata": {
  "interpreter": {
   "hash": "cd49b4596bae9c980ff74fdf93e8fe80e447435ae307c062fad6c4f9ef2eb47f"
  },
  "kernelspec": {
   "display_name": "Python 3.8.10 ('venv': venv)",
   "language": "python",
   "name": "python3"
  },
  "language_info": {
   "codemirror_mode": {
    "name": "ipython",
    "version": 3
   },
   "file_extension": ".py",
   "mimetype": "text/x-python",
   "name": "python",
   "nbconvert_exporter": "python",
   "pygments_lexer": "ipython3",
   "version": "3.8.10"
  },
  "orig_nbformat": 4
 },
 "nbformat": 4,
 "nbformat_minor": 2
}