파이썬 예외처리

오류는 어떤 때 발생하는가?

오류를 처리하는 방법을 알기 전에 어떤 상황에서 오류가 발생하는지 한번 알아보자. 오타를 쳤을 때 발생하는 구문 오류 같은 것이 아닌 실제 프로그램에서 자주 발생하는 오류를 중심으로 살펴본다.

먼저 디렉터리 안에 없는 파일을 열려고 시도했을 때 발생하는 오류이다.

>>> f = open("나없는파일", 'r')
Traceback (most recent call last):
  File "<stdin>", line 1, in <module>
FileNotFoundError: [Errno 2] No such file or directory: '나없는파일'

위의 예에서 볼 수 있듯이 없는 파일을 열려고 시도하면 "FileNotFoundError"라는 이름의 오류가 발생하게 된다.

※ python 2.7 버전에서는 "FileNotFoundError"가 아닌 "IOError"라는 이름의 오류가 발생한다.

이번에는 0으로 다른 숫자를 나누는 경우를 생각해 보자.

>>> 4 / 0
Traceback (most recent call last):
  File "<stdin>", line 1, in <module>
ZeroDivisionError: division by zero

4를 0으로 나누려니까 "ZeroDivisionError"라는 이름의 오류가 발생한다.

마지막으로 한 가지 예만 더 들어 보자. 다음 오류는 정말 빈번하게 일어난다.

>>> a = [1,2,3]
>>> a[4]
Traceback (most recent call last):
  File "<stdin>", line 1, in <module>
IndexError: list index out of range

a는 [1, 2, 3]이라는 리스트인데 a[4]는 a 리스트에서 얻을 수 없는 값이다. 따라서 "IndexError"가 발생하게 된다. 파이썬은 이런 오류가 발생하면 프로그램을 중단하고 오류메시지를 보여 준다.

오류 예외 처리 기법

자, 이제 유연한 프로그래밍을 위한 오류 처리 기법에 대해서 살펴보자.

try, except문

다음은 오류 처리를 위한 try, except문의 기본 구조이다.

try:
    ...
except [발생 오류[as 오류 메시지 변수]]:
    ...

try 블록 수행 중 오류가 발생하면 except 블록이 수행된다. 하지만 try블록에서 오류가 발생하지 않는다면 except 블록은 수행되지 않는다.

except 구문을 자세히 살펴보자.

except [발생 오류 [as 오류 메시지 변수]]:

위 구문을 보면 [ ] 기호를 사용하는데, 이 기호는 괄호 안의 내용을 생략할 수 있다는 관례적인 표기법이다. 즉, except 구문은 다음처럼 3가지 방법으로 사용할 수 있다.

1. try, except만 쓰는 방법

try:
    ...
except:
    ...

이 경우는 오류 종류에 상관없이 오류가 발생하기만 하면 except 블록을 수행한다.

2. 발생 오류만 포함한 except문

try:
    ...
except 발생 오류:
    ...

이 경우는 오류가 발생했을 때 except문에 미리 정해 놓은 오류 이름과 일치할 때만 except 블록을 수행한다는 뜻이다.

3. 발생 오류와 오류 메시지 변수까지 포함한 except문

try:
    ...
except 발생 오류 as 오류 메시지 변수:
    ...

이 경우는 두 번째 경우에서 오류 메시지의 내용까지 알고 싶을 때 사용하는 방법이다.

이 방법의 예를 들어 보면 다음과 같다.

try:
    4 / 0
except ZeroDivisionError as e:
    print(e)

※ 파이썬 2.7 버전의 경우에는 위 예제의 except ZeroDivisionError as e: 대신 except ZeroDivisionError, e:와 같이 사용해야 한다.

위처럼 4를 0으로 나누려고 하면 ZeroDivisionError가 발생하여 except 블록이 실행되고 e라는 오류 메시지를 다음과 같이 출력한다.

결과값: division by zero

try .. else

try문은 else절을 지원한다. else절은 예외가 발생하지 않은 경우에 실행되며 반드시 except절 바로 다음에 위치해야 한다.

※ else절은 else 블록과 같은 뜻이다.

다음 예를 보자.

try:
    f = open('foo.txt', 'r')
except FileNotFoundError as e:
    print(str(e))
else:
    data = f.read()
    f.close()

만약 foo.txt라는 파일이 없다면 except절이 수행되고 foo.txt 파일이 있다면 else절이 수행될 것이다.

try .. finally

try문에는 finally절을 사용할 수 있다. finally절은 try문 수행 도중 예외 발생 여부에 상관없이 항상 수행된다. 보통 finally절은 사용한 리소스를 close해야 할 경우에 많이 사용된다.

다음의 예를 보자.

f = open('foo.txt', 'w')
try:
    # 무언가를 수행한다.
finally:
    f.close()

foo.txt라는 파일을 쓰기 모드로 연 후에 try문이 수행된 후 예외 발생 여부에 상관없이 finally절에서 f.close()로 열린 파일을 닫을 수 있다.

여러개의 오류처리하기

try문 내에서 여러개의 오류를 처리하기 위해서는 다음과 같은 구문을 이용한다.

try:
    ...
except 발생 오류1:
   ... 
except 발생 오류2:
   ...

즉, 다음과 같이 0으로 나누는 오류와 인덱싱 오류를 다음과 같이 처리할 수 있다.

try:
    a = [1,2]
    print(a[3])
    4/0
except ZeroDivisionError:
    print("0으로 나눌 수 없습니다.")
except IndexError:
    print("인덱싱 할 수 없습니다.")

a는 2개의 요소값을 가지고 있기 때문에 a[3]는 IndexError를 발생시키므로 "인덱싱 할 수 없습니다."라는 문자열이 출력될 것이다. 인덱싱 오류가 먼저 발생했으므로 4/0으로 발생되는 ZeroDivisionError는 발생하지 않았다.

이전에 알아보았던 것과 마찬가지로 오류메시지도 다음과 같이 가져올 수 있다.

try:
    a = [1,2]
    print(a[3])
    4/0
except ZeroDivisionError as e:
    print(e)
except IndexError as e:
    print(e)

실행하면 "list index out of range"라는 오류 메시지가 출력될 것이다.

다음과 같이 ZerroDivisionError와 IndexError를 함께 처리할 수도 있다.

try:
    a = [1,2]
    print(a[3])
    4/0
except (ZeroDivisionError, IndexError) as e:
    print(e)

2개 이상의 오류를 동시에 처리하기 위해서는 위와같이 괄호를 이용하여 함께 묶어주어 처리하면 된다.

오류 회피하기

프로그래밍을 하다 보면 특정 오류가 발생할 경우 그냥 통과시켜야 할 때가 있을 수 있다. 다음의 예를 보자.

try:
    f = open("나없는파일", 'r')
except FileNotFoundError:
    pass

try문 내에서 FileNotFoundError가 발생할 경우 pass를 사용하여 오류를 그냥 회피하도록 한 예제이다.

오류 일부러 발생시키기

이상하게 들리겠지만 프로그래밍을 하다 보면 종종 오류를 일부러 발생시켜야 할 경우도 생긴다. 파이썬은 raise라는 명령어를 이용해 오류를 강제로 발생시킬 수 있다.

예를 들어 Bird라는 클래스를 상속받는 자식 클래스는 반드시 fly라는 함수를 구현하도록 만들고 싶은 경우(강제로 그렇게 하고 싶은 경우)가 있을 수 있다. 다음 예를 보자.

class Bird:
    def fly(self):
        raise NotImplementedError

위 예제는 Bird 클래스를 상속받는 자식 클래스는 반드시 fly라는 함수를 구현해야 한다는 의지를 보여준다. 만약 자식 클래스가 fly 함수를 구현하지 않은 상태로 fly 함수를 호출한다면 어떻게 될까?

※ NotImplementedError는 파이썬 내장 오류로, 꼭 작성해야 하는 부분이 구현되지 않았을 경우 일부러 오류를 발생시키고자 사용한다.

class Eagle(Bird):
    pass

eagle = Eagle()
eagle.fly()

Eagle 클래스는 Bird 클래스를 상속받는다. 그런데 Eagle 클래스에서 fly 함수를 구현하지 않았기 때문에 Bird 클래스의 fly 함수가 호출된다. 그리고 raise문에 의해 다음과 같은 NotImplementedError가 발생할 것이다.

※ 상속받는 클래스에서 함수를 재구현하는 것을 메서드 오버라이딩이라고 부른다.

Traceback (most recent call last):
  File "...", line 33, in <module>
    eagle.fly()
  File "...", line 26, in fly
    raise NotImplementedError
NotImplementedError

NotImplementedError가 발생되지 않게 하려면 다음과 같이 Eagle 클래스에 fly 함수를 반드시 구현해야 한다.

class Eagle(Bird):
    def fly(self):
        print("very fast")

eagle = Eagle()
eagle.fly()

위 예처럼 fly 함수를 구현한 후 프로그램을 실행하면 오류 없이 다음과 같은 문장이 출력된다.

very fast

예외 만들기

프로그램 수행 도중 특수한 경우에만 예외처리를 하기 위해서 종종 예외를 만들어서 사용하게 된다.

직접 예외를 만들어 보자. 예외는 다음과 같이 파이썬 내장 클래스인 Exception클래스를 상속하여 만들 수 있다.

class MyError(Exception):
    pass

그리고 별명을 출력해 주는 함수를 다음과 같이 작성해 보자.

def say_nick(nick):
    if nick == '바보':
        raise MyError()
    print(nick)

그리고 다음과 같이 say_nick 함수를 호출 해 보자.

say_nick("천사")
say_nick("바보")

실행 해 보면 다음과 같이 "천사"가 한번 출력된 후 MyError가 발생하는 것을 알 수 있다.

천사
Traceback (most recent call last):
  File "...", line 11, in <module>
    say_nick("바보")
  File "...", line 7, in say_nick
    raise MyError()
__main__.MyError

이번에는 MyError가 발생할 경우 예외처리기법을 이용하여 예외처리를 해 보도록 하자.

try:
    say_nick("천사")
    say_nick("바보")
except MyError:
    print("허용되지 않는 별명입니다.")

실행 하면 다음과 같이 출력된다.

천사
허용되지 않는 별명입니다.

만약 오류메시지를 이용하고 싶다면 다음처럼 예외처리를 해야 할 것이다.

try:
    say_nick("천사")
    say_nick("바보")
except MyError as e:
    print(e)

하지만 실행 해 보면 print(e)로 출력한 오류메시지가 아무것도 출력되지 않는것을 확인 할 수 있다. 오류 메시지를 출력했을 때 오류 메시지가 보이게 하기 위해서는 오류 클래스에 다음과 같은 __str__ 메써드를 구현해야 한다. __str__ 메써드는 print(e) 처럼 오류메시지를 print문으로 출력할 경우에 호출되는 메써드이다.

class MyError(Exception):
    def __str__(self):
        return "허용되지 않는 별명입니다."

다시 실행해 보면 "허용되지 않는 별명입니다."라는 오류메시지가 출력되는 것을 확인할 수 있다. 만약 에러 발생시점에 오류메시지를 전달하고 싶다면 다음과 같이 수정해야 한다.

class MyError(Exception):
    def __init__(self, msg):
        self.msg = msg

    def __str__(self):
        return self.msg


def say_nick(nick):
    if nick == '바보':
        raise MyError("허용되지 않는 별명입니다.")
    print(nick)

try:
    say_nick("천사")
    say_nick("바보")
except MyError as e:
    print(e)

raise MyError("허용되지 않는 별명입니다.")처럼 오류 발생시점에 메시지를 전달할 수 있다.