26. 예외 처리(Exception Handling)

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1. 키워드

• 예외 처리(Exception Handling)
• 예외 계층(Exception Hierarchy)
• 사용자 정의 예외

2. 예외 처리 사용하기

• 예외란 코드를 실행하는 중에 발생한 에러를 뜻한다.

• 다음과 같이 10을 어떤 값으로 나누는 함수 ten_div가 있을 때 인수에 따라 정상적으로 동작하기도 하고 에러가 나기도 한다.

>>> def ten_div(x):
...     return 10 / x
...

• 이 함수에 2를 넣으면 5.0이 나온다.

>>> ten_div(2)
5.0

• 하지만 0을 넣으면 실행하는 중에 에러가 발생한다.
• 이런 상황을 예외라고 하는데 여기서는 어떤 숫자를 0으로 나누어서 ZeroDivisionError 예외가 발생했다.

>>> ten_div(0) # ZeroDivisionError: division by zero

• ZeroDivisionError뿐만 아니라 지금까지 만난 AttributeError, NameError, TypeError 등 다양한 에러들도 모두 예외이다.

3. try except로 사용하기

• 예외 처리를 하려면 다음과 같이 try에 실행할 코드를 넣고 except에 예외가 발생했을 때 처리하는 코드를 넣는다.

try:
    실행할코드
except:
    예외가발생했을때처리하는코드

• 이제 숫자를 0으로 나누었을 때 발생하는 예외를 처리해 보자.

try:
    x = int(input("나눌 숫자를 입력하세요: "))
    y = 10 / x

    print(y)
except:
    print("예외가 발생했습니다.")

• 소스 코드를 실행한 뒤 0을 입력하고 엔터 키를 누른다.

나눌 숫자를 입력하세요: 0 (입력)
예외가 발생했습니다.

• 숫자를 0으로 나누면 ZeroDivisionError 예외가 발생한다.
• 여기서 except에서 예외 처리를 하도록 만들었으므로 "예외가 발생했습니다."가 출력된다.
• 특히 예외가 발생하면 해당 줄에서 코드 실행을 중단하고 바로 except로 가서 코드를 실행한다.
• 즉, try의 y = 10 / x를 비롯하여 그 아래줄에 있는 print(y)도 실행되지 않는다.

• 다시 소스 코드를 실행한 뒤 2를 입력하고 엔터 키를 누른다.

나눌 숫자를 입력하세요: 2 (입력)
5.0

• 2를 입력하니 예외가 발생하지 않고 계산 결과가 잘 출력된다.
• 이처럼 try의 코드가 에러없이 잘 실행되면 except의 코드는 실행되지 않고 그냥 넘어간다.
• 즉, try의 코드에서 에러가 발생했을 때만 except의 코드가 실행된다.

1) 특정 예외만 처리하기

• 이번에는 except에 예외 이름을 지정해서 특정 예외가 발생했을 때만 처리 코드를 실행하도록 만들어보자.

try:
    실행할코드
except 예외이름:
    예외가발생했을때처리하는코드

• 다음과 같이 정수 두 개를 입력받아서 하나는 리스트의 인덱스로 사용하고, 하나는 나누는 값으로 사용한다.
• 그리고 except를 두 개 사용하고 각각 ZeroDivisionError와 IndexError를 지정한다.

y = [10, 20, 30]

try:
    index, x = map(int, input("인덱스와 나눌 숫자를 입력하세요: ").split())
    print(y[index] / x)
except ZeroDivisionError:
    print("숫자를 0으로 나눌 수 없습니다.")
except IndexError:
    print("잘못된 인덱스입니다.")

• 소스 코드를 실행한 뒤 2 0을 입력하고 엔터 키를 누른다.

인덱스와 나눌 숫자를 입력하세요: 2 0 (입력)
숫자를 0으로 나눌 수 없습니다.

• 2 0을 입력하면 10 / 0이 되므로 숫자를 0으로 나누게 된다.
• 이때는 except ZeroDivisionError:의 처리 코드가 실행된다.

• 다시 소스 코드를 실행한 뒤 3 5를 입력하고 엔터 키를 누른다.

인덱스와 나눌 숫자를 입력하세요: 3 5 (입력)
잘못된 인덱스입니다.

• y = [10, 20, 30]은 요소가 3개 들어있는 리스트이다.
• 따라서 인덱스에 3을 지정하면 범위를 벗어나게 되며, 이때는 except IndexError:의 처리 코드가 실행된다.

2) 예외의 에러 메시지 받아오기

• 특히 except에서 as 뒤에 변수를 지정하면 발생한 예외의 에러 메시지를 받아올 수 있다.

try:
    실행할코드
except 예외 as 변수:
    예외가발생했을때처리하는코드

• 앞에서 만든 코드의 except에 as e를 넣는다.

y = [10, 20, 30]

try:
    index, x = map(int, input("인덱스와 나눌 숫자를 입력하세요: ").split())
    print(y[index] / x)
except ZeroDivisionError as e:
    print("숫자를 0으로 나눌 수 없습니다.", e)
except IndexError as e:
    print("잘못된 인덱스입니다.", e)

인덱스와 나눌 숫자를 입력하세요: 2 0 (입력)
숫자를 0으로 나눌 수 없습니다. division by zero

인덱스와 나눌 숫자를 입력하세요: 3 5 (입력)
잘못된 인덱스입니다. list index out of range

• 2 0, 3 5처럼 예외가 발생하는 숫자를 넣어보면 해당 예외에 해당하는 에러 메시지가 출력된다.
• 단, 예외가 여러 개 발생하더라도 먼저 발생한 예외의 처리 코드만 실행된다.
• 또는 예외 중에서 높은 계층의 예외부터 처리된다.

• 참고로 모든 예외의 에러 메시지를 출력하고 싶다면 다음과 같이 except에 Exception을 지정하고 as 뒤에 변수를 넣으면 된다.

except Exception as e:
    print("예외가 발생했습니다.", e)

• 이처럼 예외 처리는 에러가 발생하더라도 스크립트의 실행을 중단시키지 않고 계속 실행하고자 할 때 사용한다.

예외 계층

• 예외도 클래스 상속으로 구현되며 다음과 같은 계층으로 이루어져 있다.
• 보통 파이썬에서 새로운 예외를 만들 때는 Exception을 상속받아서 구현한다.

• 파이썬 예외 계층도는 다음과 같다.

4. else와 finally 사용하기

• 이번에는 예외가 발생하지 않았을 때 코드를 실행하는 else를 사용해 보자.

• 다음과 같이 else는 except 바로 다음에 와야 하며 except를 생략할 수는 없다.

try:
    실행할코드
except:
    예외가발생했을때처리하는코드
else:
    예외가발생하지않았을때실행할코드

• 그럼 10을 입력된 숫자로 나누고 예외가 발생하지 않으면 계산 결과를 출력해 보자.

try:
    x = int(input("나눌 숫자를 입력하세요: "))
    y = 10 / x
except ZeroDivisionError:
    print("숫자를 0으로 나눌 수 없습니다.")
else:
    print(y)

• 소스 코드를 실행한 뒤 2를 입력하고 엔터 키를 누른다.

나눌 숫자를 입력하세요: 2 (입력)
5.0

• 2를 입력했으므로 y = 10 / x에서 예외가 발생하지 않았습니다.
• 따라서 else의 코드가 실행되고 계산 결과가 출력된다.

• 물론 다음과 같이 0을 입력해서 예외가 발생하면 except의 코드만 실행되고 else의 코드는 실행되지 않는다.

나눌 숫자를 입력하세요: 0 (입력)
숫자를 0으로 나눌 수 없습니다.

1) 예외와는 상관없이 항상 코드 실행하기

• 이번에는 예외 발생 여부와 상관없이 항상 코드를 실행하는 finally를 사용해 보자.
• 특히 finally는 except와 else를 생략할 수 있다.

try:
    실행할코드
except:
    예외가발생했을때처리하는코드
else:
    예외가발생하지않았을때실행할코드
finally:
    예외발생여부와상관없이항상실행할코드

• 다음은 try의 코드가 끝나면 항상 "코드 실행이 끝났습니다."를 출력한다.

try:
    x = int(input("나눌 숫자를 입력하세요: "))
    y = 10 / x
except ZeroDivisionError:
    print("숫자를 0으로 나눌 수 없습니다.")
else:
    print(y)
finally:
    print("코드 실행이 끝났습니다.")

• 소스 코드를 실행한 뒤 2를 입력하고 엔터 키를 누른다.

나눌 숫자를 입력하세요: 2 (입력)
5.0
코드 실행이 끝났습니다.

• 2를 입력하여 예외가 발생하지 않았으므로 계산 결과가 출력되고, "코드 실행이 끝났습니다."도 출력된다.

• 다시 소스 코드를 실행한 뒤 0을 입력하고 엔터 키를 누른다.

나눌 숫자를 입력하세요: 0 (입력)
숫자를 0으로 나눌 수 없습니다.
코드 실행이 끝났습니다.

• 숫자를 0으로 나눠서 예외가 발생했지만 finally는 항상 실행되므로 "코드 실행이 끝났습니다."가 출력된다.

• try, except, else, finally의 실행 과정을 그림으로 나타내면 다음과 같은 모양이 된다.

try 안에서 만든 변수는 try 바깥에서 사용할 수 있나요?

• try는 함수가 아니므로 스택 프레임을 만들지 않는다.
• 따라서 try 안에서 변수를 만들더라도 try 바깥에서 사용할 수 있다.
• 물론 except, else, finally에서도 사용할 수 있다.

5. 예외 발생시키기

• 지금까지 숫자를 0으로 나눴을 때 에러, 리스트의 범위를 벗어난 인덱스에 접근했을 때 에러 등 파이썬에서 정해진 예외만 처리했다.

• 예외를 발생시킬 때는 raise에 예외를 지정하고 에러 메시지를 넣는다.

raise 예외("에러메시지")

try:
    x = int(input("3의 배수를 입력하세요: "))
    if x % 3 != 0:
        raise Exception("3의 배수가 아닙니다.")
    print(x)
except Exception as e:
    print("예외가 발생했습니다.", e)

• 소스 코드를 실행한 뒤 5를 입력하고 엔터 키를 누른다.

3의 배수를 입력하세요: 5 (입력)
예외가 발생했습니다. 3의 배수가 아닙니다.

• 5는 3의 배수가 아니므로 raise Exception("3의 배수가 아닙니다.")로 예외를 발생시켰다.
• 이때 Exception에 넣은 에러 메시지는 except Exception as e:의 e에 들어간다.
• 그리고 raise로 예외를 발생시키면 raise 아래에 있는 코드는 실행되지 않고 바로 except로 넘어간다.
• 따라서 try의 print(x)는 실행되지 않는다.
• 참고로 이 예제에서는 예외로 Exception을 사용했는데, RuntimeError, NotImplementedError 등 다른 예외를 사용해도 상관없다.

1) raise의 처리 과정

• 이번에는 raise의 처리 과정을 알아보자.

• 다음은 함수 안에서 raise를 사용하지만 함수 안에는 try except가 없는 상태이다.

def three_multiple():
    x = int(input("3의 배수를 입력하세요: "))
    if x % 3 != 0:
        raise Exception("3의 배수가 아닙니다.")
    print(x)

try:
    three_multiple()
except Exception as e:
    print("예외가 발생했습니다", e)

• 소스 코드를 실행한 뒤 5를 입력하고 엔터 키를 누른다.

3의 배수를 입력하세요: 5 (입력)
예외가 발생했습니다. 3의 배수가 아닙니다.

• three_multiple 함수는 안에 try except가 없는 상태에서 raise로 예외를 발생시켰다.
• 이렇게 되면 함수 바깥에 있는 except에서 예외가 처리된다.
• 즉, 예외가 발생하더라도 현재 코드 블록에서 처리해 줄 except가 없다면 except가 나올 때까지 계속 상위 코드 블록으로 올라간다
• 만약 함수 바깥에도 처리해 줄 except가 없다면 코드 실행은 중지되고 에러가 표시된다.

• 다음은 직접 three_multiple 함수를 호출했으므로 except가 없는 상태이다.

>>> three_multiple()
3의 배수를 입력하세요: 5 (입력)
... (생략)
Exception: 3의 배수가 아닙니다.

2) 현재 예외를 다시 발생시키기

• 이번에는 try except에서 처리한 예외를 다시 발생시키는 방법이다.

• 다음과 같이 except 안에서 raise를 사용하면 현재 예외를 다시 발생시킨다.

raise

• 다음은 three_multiple 코드 블록의 예외를 다시 발생시킨 뒤 상위 코드 블록에서 예외를 처리한다.

def three_multiple():
    try:
        x = int(input("3의 배수를 입력하세요: "))
        if x % 3 != 0:
            raise Exception("3의 배수가 아닙니다.")
        print(x)
    except Exception as e:
        print("three_multiple 함수에서 예외가 발생했습니다.", e)
        raise

try:
    three_multiple()
except Exception as e:
    print("스크립트 파일에서 예외가 발생했습니다.", e)

• 소스 코드를 실행한 뒤 5를 입력하고 엔터 키를 누른다.

3의 배수를 입력하세요: 5 (입력)
three_multiple 함수에서 예외가 발생했습니다. 3의 배수가 아닙니다.
스크립트 파일에서 예외가 발생헀습니다. 3의 배수가 아닙니다.

• three_multiple 함수 안에서 발생한 예외를 함수 안의 except에서 한 번 처리하고, raise로 예외를 다시 발생시켜서 상위 코드 블록으로 넘겼다.
• 그다음에 바깥의 except에서 예외를 처리했다.
• 이런 방식으로 같은 예외를 계속 처리해 줄 수 있다.

• 참고로 raise만 사용하면 같은 예외를 상위 코드 블록으로 넘기지만 raise에 다른 예외를 지정하고 에러 메시지를 넣을 수도 있다.

raise 예외("에러메시지")

        if x % 3 != 0:
            raise Exception("3의 배수가 아닙니다.")
        print(x)
    except Exception as e:
        print("three_multiple 함수에서 예외가 발생했습니다.", e)
        raise RuntimeError("three_multiple 함수에서 예외가 발생했습니다.")

assert로 예외 발생시키기

• 예외를 발생시키는 방법 중에는 assert를 사용하는 방법도 있다.

• assert는 지정된 조건식이 거짓일 때 AssertionError 예외를 발생시키며 조건식이 참이면 그냥 넘어간다.

assert 조건식
assert 조건식, 에러메시지

• 다음은 3의 배수가 아니면 예외 발생, 3의 배수이면 그냥 넘어간다.

x = int(input("3의 배수를 입력하세요: "))
assert x % 3 == 0, "3의 배수가 아닙니다."
print(x)

• 보통 assert는 나와서는 안 되는 조건을 검사할 때 사용한다.

3의 배수를 입력하세요: 5 (입력)
... (생략)
AssertionError: 3의 배수가 아닙니다.

• assert는 디버깅 모드에서만 실행된다.
• 특히 파이썬은 기본적으로 디버깅 모드(__debug__의 값이 True)이며 assert가 실행되지 않게 하려면 python에 -O 옵션을 붙여서 실행한다.

python -O 스크립트파일.py

6. 예외 만들기

• 지금까지 파이썬에 내장된 예외를 처리했는데, 이번에는 예외를 직접 만들어서 발생시켜보자.
• 프로그래머가 직접 만든 예외를 사용자 정의 예외라고 한다.

• 예외를 만드는 방법은 간단한데, 그냥 Exception을 상속받아서 새로운 클래스를 만들면 된다.
• 그리고 __init__ 메서드에서 기반 클래스의 __init__ 메서드를 호출하면서 에러 메시지를 넣어주면 된다.

class 예외이름(Exception):
    def __init__(self):
        super(예외이름, self).__init__("에러메시지")

• 그럼 입력된 숫자가 3의 배수가 아닐 때 발생시킬 예외를 만들어보자.

class NotThreeMultipleError(Exception):
    def __init__(self):
        super(NotThreeMultipleError, self).__init__("3의 배수가 아닙니다.")

def three_multiple():
    try:
        x = int(input("3의 배수를 입력하세요: "))
        if x % 3 != 0:
            raise NotThreeMultipleError
        print(x)
    except Exception as e:
        print("예외가 발생했습니다.", e)

three_multiple()

• 5를 입력하면 3의 배수가 아니므로 NotThreeMultipleError 예외가 발생한다.

3의 배수를 입력하세요: 5 (입력)
예외가 발생했습니다. 3의 배수가 아닙니다.

• 먼저 Exception을 상속받아서 NotThreeMultipleError 예외를 만들었다.
• 그리고 __init__ 메서드 안에서 기반 클래스의 __init__ 메서드를 호출하면서 에러 메시지를 넣었다.

class NotThreeMultipleError(Exception):
    def __init__(self):
        super(NotThreeMultipleError, self).__init__("3의 배수가 아닙니다.")

• 예외를 발생시킬 때는 raise NotThreeMultipleError와 같이 raise에 새로 만든 예외를 지정해 주면 된다.

• 참고로 다음과 같이 Exception만 상속받고 pass를 넣어서 아무것도 구현하지 않아도 된다.

class NotThreeMultipleError(Exception):
    pass

• 이때는 예외를 발생시킬 때 에러 메시지를 넣어주면 된다.

raise NotThreeMultipleError("3의 배수가 아닙니다.")

• 예외 처리는 에러가 발생하더라도 스크립트의 실행을 중단하지 않고 계속 실행하고자 할 때 사용한다.

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References

• https://dojang.io/mod/page/view.php?id=2398
• https://dojang.io/mod/page/view.php?id=2399
• https://dojang.io/mod/page/view.php?id=2400
• https://dojang.io/mod/page/view.php?id=2401