10주차 · 예외 처리와 방어적 코딩

10장. 예외 처리와 방어적 코딩

학습 목표

이 장을 마치면 다음을 할 수 있습니다.

• 실행 오류(runtime error)와 문법/논리 오류를 구분한다.
• try/except/else/finally 문법과 들여쓰기 구조를 역할에 맞게 배치한다.
• 파일 모드 r/w/a를 구분하고 안전한 로그 기록 패턴을 적용한다.
• CSV/JSON 파일을 예외 처리와 함께 읽어 구조화된 데이터로 변환한다.
• 핵심 계산 전에 입력 검증 계층(존재/타입/범위)을 설계한다.
• raise와 raise ... from err로 원인을 설명하는 예외를 발생시킨다.
• 재시도(retry) / 대체값(fallback) / 건너뛰기(skip) / 즉시 중단(stop) 전략을 상황에 맞게 선택한다.
• enumerate()로 인덱스와 값을 동시에 꺼낸다.

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이번 주 이야기: “왜 잘 돌아가던 코드가 갑자기 멈췄을까?”

처음 프로그래밍을 배우면 “코드가 맞으면 항상 동작한다”고 느끼기 쉽습니다. 하지만 실제 데이터는 늘 불완전합니다.

• 숫자여야 하는 칸에 N/A가 들어오고
• 파일이 없거나 이름이 틀리고
• 인코딩이 달라 한글이 깨지기도 합니다.

W9에서 배운 assert는 “이 함수가 올바른가”를 검증하는 도구였습니다. 이번 주는 한 발 더 나아가 “예상 밖의 입력이 들어와도 프로그램이 멈추지 않게” 만드는 방법을 배웁니다.

핵심 관점

예외 처리는 “실패를 숨기는 기술”이 아니라 “실패를 관찰 가능한 데이터로 바꾸는 기술”입니다.

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큰 흐름

예외 처리와 방어적 코딩 전체 구조

flowchart TB
  A["Part 1: try/except/else/finally<br/>기본 문법"] --> B["Part 2: 파일 I/O<br/>CSV · JSON 읽기"]
  B --> C["Part 3: 검증 계층 + raise<br/>입력을 미리 막는다"]
  C --> D["Part 4: 실패 정책<br/>retry / fallback / skip / stop"]

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Part 1: try/except/else/finally 기본 문법

1.1 traceback 읽기: 공포 대신 절차

traceback이 길어 보여도 읽는 순서는 항상 같습니다.

1. 마지막 줄에서 예외 타입 + 메시지 확인
2. 그 위에서 내 파일 경로와 줄 번호 확인
3. 그 줄에서 사용한 값(변수/입력) 출력해 재현

예:

ValueError: could not convert string to float: 'N/A'

해석: float()로 바꿀 수 없는 문자열이 들어왔다는 뜻입니다.

1.2 기본 문법 구조

예외 처리도 결국 콜론(:) + 들여쓰기 블록입니다.

try:
    value = float(token)
except ValueError as err:
    print("변환 실패:", str(err))
else:
    print("성공:", value)
finally:
    print("정리 작업")

처음 쓸 때 체크할 4가지

1. try: 와 except ...: 줄 끝에 :를 붙인다.
2. except는 가능하면 ValueError, FileNotFoundError처럼 구체적으로 적는다.
3. 성공했을 때만 할 일은 else:에 두면 읽기 쉽다.
4. 항상 해야 하는 마무리는 finally:에 둔다.

예외 메시지 출력 방법

except ValueError as err: 에서 err는 예외 정보를 담은 객체입니다. str(err)로 오류 메시지를 문자열로 꺼낼 수 있습니다. 예: str(err) → “could not convert string to float: ‘N/A‘“

1.3 각 블록의 역할

try:
    # 실패 가능성이 있는 최소 코드
except ValueError as err:
    # 예상 가능한 실패 기록/복구
else:
    # 성공했을 때만 실행
finally:
    # 성공/실패와 무관하게 항상 실행

블록	언제 실행	용도
try	항상(진입)	실패 가능 코드를 최소로 묶기
except	예외 발생 시	실패 기록 · 복구
else	예외 없이 성공 시	정상 결과 처리 (가독성 향상)
finally	항상(종료)	파일 닫기 · 마무리 로그

try/except/else/finally 실행 흐름

flowchart TB
  A["try 블록 실행"] --> B{"예외 발생?"}
  B -- "Yes" --> C["except 블록 실행"]
  B -- "No" --> D["else 블록 실행"]
  C --> E["finally 블록 실행<br/>(항상 실행)"]
  D --> E
  E --> F["다음 코드로 진행"]

1.4 C와 비교

항목	C	Python	기억할 점
실패 확인	반환값/포인터를 직접 검사	예외가 발생하면 except로 이동	Python은 “실패 신호”가 예외로 전달된다
파일 열기	FILE *fp = fopen(...)	with open(...) as f:	with가 자동 정리를 도와준다
자원 정리	fclose(fp) 직접 호출	with 종료 시 자동 close	초보자는 with를 기본형으로 사용
오류 정보	errno, 반환 코드	err 객체, traceback	예외 타입과 메시지를 함께 기록 가능

C

FILE *fp = fopen("data.txt", "r");
if (fp == NULL) {
    printf("open failed\n");
} else {
    fclose(fp);
}

Python

try:
    with open("data.txt", "r", encoding="utf-8") as file:
        text = file.read()
except FileNotFoundError as err:
    print("open failed:", str(err))
else:
    print(text)

1.5 enumerate() — 인덱스와 값을 함께 꺼내기

enumerate() 란?

for i, value in enumerate(리스트, start=1): 형태로 씁니다. 반복할 때 순서 번호(인덱스)와 값을 동시에 꺼낼 수 있습니다.

items = ["a", "b", "c"]
for i, val in enumerate(items, start=1):
    print(i, val)
# 출력:
# 1 a
# 2 b
# 3 c

start=1을 주면 번호가 1부터 시작합니다 (사람이 읽기 편한 줄 번호 용도).

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예제 1: try/except/else로 성공·실패 분리하기

예제 1 · 파싱, 분류, 해석 Runs in-browser with Pyodide

raw = ["3.14", "N/A", "2.71", "bad", "5.00", "7"] ok = [] errors = [] for line_no, token in enumerate(raw, start=1): try: value = float(token) except ValueError as err: errors.append({ "line": line_no, "token": token, "reason": str(err), }) else: ok.append({"line": line_no, "value": value}) print("OK rows:", ok) print("ERROR rows:", errors) print("검증 합계:", len(raw) == len(ok) + len(errors))

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예제 1 단계별 추적

line_no	token	float() 결과	이동
1	"3.14"	성공 3.14	ok 리스트
2	"N/A"	ValueError	errors 리스트
3	"2.71"	성공 2.71	ok 리스트
4	"bad"	ValueError	errors 리스트
5	"5.00"	성공 5.0	ok 리스트
6	"7"	성공 7.0	ok 리스트

핵심: 검증 합계 출력은 처리 누락이 없었음을 자동으로 증명합니다. 초보자 필수 습관입니다.

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Part 2: 파일 I/O와 예외 처리

2.1 파일 모드

모드	의미	위험 포인트	권장 사용
r	읽기	파일 없으면 즉시 실패	분석/검증 단계
w	새로 쓰기	기존 내용 전부 삭제	새 리포트 시작 1회
a	이어 쓰기	누적되므로 중복 주의	이벤트 로그 기록
x	새 파일만 생성	파일 있으면 실패	덮어쓰기 방지

안전 기본형:

with open("events.log", "a", encoding="utf-8") as f:
    f.write("...\n")

파일 I/O는 PythonConsole에서 동작하지 않을 수 있습니다

아래 예제 2의 파일 쓰기/읽기 코드는 브라우저 환경(PythonConsole)에서 실제 파일을 생성하지 못합니다. 코드 구조와 흐름을 눈으로 익히고, 실제 파일 생성/확인은 로컬 Python 환경에서 테스트하세요.

2.2 자주 나오는 실패 유형

실패 패턴	관찰되는 증상	교정 방향
except:만 사용	원인 추적 불가	except ValueError as err로 바꾸고 str(err) 출력
try 범위 과대	어디서 실패했는지 불명확	실패 가능 1~2줄만 try로 축소
w를 루프에서 사용	로그가 마지막 줄만 남음	헤더만 w, 본문은 a로 분리
인코딩 생략	한글 깨짐/환경별 오동작	모든 open에 encoding='utf-8' 고정
검증 없음	누락 데이터 발견 못함	total == ok + errors를 항상 출력

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예제 2: 안전한 로그 파일 작성

파일 생성 주의

아래 코드는 실제 파일을 생성합니다. PythonConsole(브라우저)에서는 파일이 저장되지 않을 수 있으니, 코드 구조를 이해하는 용도로 읽고 로컬 환경에서 실행해 확인하세요.

예제 2 · 안전한 로그 파일 작성 Runs in-browser with Pyodide

events = [ {"trial": 1, "token": "3.1"}, {"trial": 2, "token": "oops"}, {"trial": 3, "token": "4.2"}, ] path = "week10_events.log" # 1) 헤더는 w 로 딱 1회만 생성 with open(path, "w", encoding="utf-8") as f: f.write("trial,status,token,value,error\n") for e in events: try: v = float(e["token"]) except ValueError as err: row = f"{e['trial']},ERR,{e['token']},,{str(err)}\n" else: row = f"{e['trial']},OK,{e['token']},{v},\n" finally: # 2) 본문은 a 로 누적: 성공/실패 모두 반드시 기록 with open(path, "a", encoding="utf-8") as f: f.write(row) with open(path, "r", encoding="utf-8") as f: text = f.read() print(text) print("contains ERR:", "ERR" in text)

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예제 2 해설

1. 로그 헤더는 w로 초기화합니다. 루프 밖에서 한 번만 실행하므로 기존 내용이 덮어씌워지지 않습니다.
2. 각 이벤트는 try로 변환을 시도합니다.
3. 실패해도 finally에서 append를 보장합니다. 기록이 누락되지 않습니다.
4. 마지막에 파일을 다시 읽어 실제 기록을 눈으로 검증합니다.

2.3 CSV / JSON 파일 읽기

실제 업무에서 가장 많이 만나는 파일 형식입니다.

CSV 읽기 패턴:

import csv

try:
    with open("data.csv", "r", encoding="utf-8") as f:
        reader = csv.DictReader(f)
        rows = list(reader)
except FileNotFoundError as err:
    print("파일 없음:", str(err))
    rows = []

print("읽은 행 수:", len(rows))

JSON 읽기 패턴:

import json

try:
    with open("config.json", "r", encoding="utf-8") as f:
        config = json.load(f)
except FileNotFoundError as err:
    print("파일 없음:", str(err))
    config = {}
except json.JSONDecodeError as err:
    print("JSON 형식 오류:", str(err))
    config = {}

print("config:", config)

왜 두 가지 except가 있나요?

FileNotFoundError는 파일 자체가 없을 때, json.JSONDecodeError는 파일은 있지만 내용이 올바른 JSON이 아닐 때 발생합니다. 원인이 다르면 except를 나누는 것이 좋습니다.

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Part 3: 검증 계층과 raise

3.1 오류 3종류를 정확히 구분하기

문법 오류 (Syntax Error): 코드가 시작조차 안 되는 오류입니다.

# SyntaxError: 콜론 누락
if score > 90
    print("A")

실행 오류 (Runtime Error): 코드는 시작되지만 실행 중에 중단됩니다.

x = int("hello")  # 실행 중 ValueError

논리 오류 (Logic Error): 에러 없이 실행되지만 결과가 틀립니다. 초보자에게 가장 위험한 오류입니다.

# 평균 계산 의도였지만 분모가 잘못됨
scores = [80, 90, 100]
avg = sum(scores) / 2  # 잘못된 로직

3.2 입력 검증 계층

핵심 계산 전에 아래 순서대로 확인하면 실패를 크게 줄일 수 있습니다.

1. 존재 검사: 값이 비어 있지 않은가?
2. 타입 검사: 숫자/문자열/리스트 타입이 맞는가?
3. 범위 검사: 허용 가능한 최소/최대인가?
4. 형식 검사: 날짜/ID/코드 형식이 맞는가?
5. 도메인 규칙 검사: 과목/실험 규칙을 만족하는가?

3.3 raise와 좋은 에러 메시지

방어적 코딩의 출발점은 **“계산 전에 막는다”**입니다.

def parse_temperature(raw):
    if raw is None:
        raise ValueError("temperature is required")

    value = float(raw)

    if not (-80 <= value <= 80):
        raise ValueError(f"temperature out of range: {value}")

    return value

좋은 메시지는 세 가지를 포함합니다:

1. 무엇이 실패했는가
2. 무엇을 기대했는가 (형식/범위)
3. 실제로 무엇이 들어왔는가

raise ValueError("sample_rate must be integer in 1..10000, got 'abc'")

3.4 raise … from err — 예외 체이닝

except ValueError as err:
    raise ValueError(f"temperature must be numeric: {raw!r}") from err

from err를 붙이면 “이 새 예외는 원래의 err 때문에 발생했다”는 연결 정보가 저장됩니다. 나중에 오류 트레이스를 볼 때 원인 예외와 새 예외가 함께 표시되어 추적이 쉬워집니다.

!r — f-string에서 repr 출력:

f"got {raw!r}"

!r은 값을 repr() 형식으로 출력하라는 지시자입니다. 문자열이면 따옴표가 붙어 타입 정보가 함께 보입니다. 예를 들어 raw = "abc"이면 !r 없이는 got abc, !r 있으면 got 'abc'로 출력됩니다.

3.5 Bad vs Good 예시

Bad: 원인을 숨김

def parse_temperature(raw):
    try:
        return float(raw)
    except:
        return 0

Good: 검증 + 설명 가능한 메시지

def parse_temperature(raw):
    if raw is None:
        raise ValueError("temperature is required")
    try:
        value = float(raw)
    except ValueError as err:
        raise ValueError(f"temperature must be numeric: {raw!r}") from err

    if not (-80 <= value <= 80):
        raise ValueError(f"temperature out of range (-80~80): {value}")
    return value

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예제 3: 검증 계층이 있는 파싱 함수

예제 3 · 파싱 + 검증 계층 Runs in-browser with Pyodide

def validate_pulse_width(raw): # Step 1) 존재 검사 if raw is None: raise ValueError("pulse_width is required") # Step 2) 타입 변환 검사 try: value = float(raw) except ValueError as err: raise ValueError(f"pulse_width must be numeric, got {raw!r}") from err # Step 3) 범위 검사 if not (0.1 <= value <= 100.0): raise ValueError(f"pulse_width out of range (0.1~100.0): {value}") return value samples = ["2.5", "abc", -3, None, 120] for s in samples: try: pw = validate_pulse_width(s) print(f"[OK] {s!r} -> {pw}") except ValueError as e: print(f"[ERR] {s!r} -> {e}")

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예제 3 해설

• [OK]는 유효한 입력이 통과했음을 뜻합니다.
• [ERR]는 사용자가 어떻게 고치면 되는지 알려줘야 합니다.
• 메시지가 모호하면 코드보다 먼저 메시지를 개선하세요.

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Part 4: 실패 정책

4.1 4가지 전략

전략	사용할 상황	예시
Retry	일시적 실패	센서 타임아웃, 네트워크 지연
Fallback	대체값 허용 가능	이전 보정값 사용
Skip	배치 중 일부 레코드만 문제	이상 행만 건너뛰고 계속 계산
Stop Fast	안전상 즉시 중단 필요	위험한 제어 명령 감지

중요 원칙

공학 코드에서 예외를 조용히 무시하면 안 됩니다. 명확히 실패하거나, 명확히 복구해야 합니다.

4.2 skip 전략 패턴

valid = []
errors = []

for rec in records:
    try:
        valid.append(parse_record(rec))
    except (KeyError, ValueError) as e:
        errors.append(str(e))

# 검증 합계
print(len(records) == len(valid) + len(errors))

4.3 fallback 전략 패턴

last_valid = None
results = []

for raw in stream:
    try:
        value = float(raw)
        last_valid = value
        results.append(("OK", value))
    except ValueError:
        if last_valid is not None:
            results.append(("FB", last_valid))   # fallback 사용
        else:
            results.append(("NONE", None))        # 대체값도 없음

dict.get(key, default) 패턴도 fallback의 한 형태입니다.

# 딕셔너리에 키가 없을 때 KeyError 대신 기본값을 반환합니다.
name = record.get("id", "unknown")

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예제 4: skip 정책과 요약 출력

예제 4 · 건너뛰기 정책과 요약 출력 Runs in-browser with Pyodide

records = [ {"id": "r1", "snr": "15.2"}, {"id": "r2", "snr": "bad"}, {"id": "r3"}, {"id": "r4", "snr": "22.8"} ] def parse_snr(record): if "snr" not in record: raise KeyError("missing key: snr") try: return float(record["snr"]) except ValueError as err: raise ValueError(f"snr must be numeric, got {record['snr']!r}") from err valid = [] errors = [] for rec in records: try: valid.append(parse_snr(rec)) except (KeyError, ValueError) as e: # dict.get(key, default): 키가 없으면 'unknown' 반환 errors.append(f"{rec.get('id', 'unknown')}: {e}") print("valid_count:", len(valid)) print("error_count:", len(errors)) if valid: print("avg_snr:", round(sum(valid) / len(valid), 2)) print("--- errors ---") for msg in errors: print(msg)

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예제 4 해설

• valid_count와 error_count는 데이터 품질의 빠른 지표입니다.
• 오류 로그는 데이터 정비 작업 목록이 됩니다.
• 이 예제는 skip 전략의 기본 형태입니다.

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초보자가 자주 하는 실수

실수	오류 유형	왜 위험한가	개선 패턴
except:만 사용	실행 오류	시스템 예외까지 숨김	예외 타입을 구체적으로 명시
모든 오류에 0 반환	논리 오류	뒤 계산을 오염시킴	에러를 발생시키거나 구조화된 반환
범위 검사 생략	논리/실행 오류	비현실 값이 계산에 유입	min/max 검사 후 계산
print만 하고 종료	논리 오류	호출자가 실패를 감지 못함	예외 발생 또는 상태값 반환
큰 try 블록 한 덩어리	실행 오류	실패 지점 추적 어려움	try 범위를 작게 유지
w를 루프에서 사용	실행 오류	로그가 마지막 줄만 남음	헤더만 w, 본문은 a로 분리

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실습 문제 · 직접 코딩

이번 주 핵심

위 예제는 예외 처리와 방어적 코딩 패턴을 설명하기 위한 완성 코드입니다. 아래 실습 문제에서는 try/except 흐름, 검증 계층, 실패 정책을 직접 구현해 보세요. W9에서 배운 함수 분해와 assert도 함께 활용하세요.

실습 1 (기초)

문제: 숫자 문자열 리스트를 정수로 변환하고, 실패 항목은 따로 저장하세요.

실습 문제 1 · 성공과 오류 분리 Runs in-browser with Pyodide

# 힌트 1) 성공 값은 parsed 리스트, 실패 값은 errors 리스트에 저장합니다. # 힌트 2) 변환이 실패할 수 있는 줄만 try 로 감싸세요. # 힌트 3) except ValueError as err: 처럼 구체적으로 적으세요. raw_values = ["10", "20", "oops", "30", "-5", "bad"] parsed = [] errors = [] # TODO: try/except 를 사용해 parsed 와 errors 를 채우고 출력하세요. # 완료 조건: parsed = [10, 20, 30, -5], errors = ["oops", "bad"]

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실습 2 (기초)

문제: try/except/else/finally를 모두 사용해 처리 흐름을 구분하세요.

실습 문제 2 · 전체 예외 처리 흐름 Runs in-browser with Pyodide

# 목표: 성공/실패/마무리 메시지를 각각 다르게 출력하세요. # 힌트 1) try 에는 실패 가능 코드만 넣습니다. # 힌트 2) except 는 실패 메시지, else 는 성공 메시지, finally 는 항상 실행됩니다. raw_text = "42" # TODO: int(raw_text) 를 시도하는 구조를 작성하세요. # TODO: raw_text 값을 "oops" 로도 바꿔 테스트하세요.

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실습 3 (응용)

문제: 입력값 존재/타입/범위를 순서대로 검사하는 검증 함수를 작성하세요.

실습 문제 3 · 검증 계층 만들기 Runs in-browser with Pyodide

# 목표: validate_temperature(value) 함수를 작성하세요. # 검사 순서: # 1) 값이 비어 있는가? (None 또는 빈 문자열) # 2) 숫자로 바꿀 수 있는가? # 3) 허용 범위(-40 ~ 125)에 들어오는가? # # 시작 전 예상 결과를 먼저 적어 보세요. # - None -> required 에러 # - "18.5" -> 정상 통과 # - "oops" -> numeric 에러 # - "200" -> range 에러 test_inputs = [None, "18.5", "oops", "200", "-12"] def validate_temperature(raw_value): # TODO 1) None 또는 빈 문자열이면 ValueError 를 발생시키세요. # TODO 2) float 로 변환하세요 (실패 시 raise ... from err 사용). # TODO 3) -40 ~ 125 범위를 검사하세요. # TODO 4) 통과하면 float 값을 return 하세요. pass for raw in test_inputs: try: value = validate_temperature(raw) print(f"[OK] {raw!r} -> {value}") except ValueError as err: print(f"[ERR] {raw!r} -> {err}") # SELF-CHECK # 1) [OK] 는 최소 1번 이상 출력되어야 합니다. # 2) None, "oops", "200" 은 모두 [ERR] 이어야 합니다.

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실습 4 (응용)

문제: 여러 레코드를 처리하면서 유효한 항목만 계산하고, 건너뛴 수를 요약하세요.

실습 문제 4 · 건너뛰기 정책과 요약 Runs in-browser with Pyodide

# 힌트 1) valid_values, skipped_count, error_messages 를 따로 관리해 보세요. # 힌트 2) 한 건 실패해도 전체 루프는 계속 돌아가게 만드세요. # 힌트 3) 마지막에는 total 검증 출력을 남겨 보세요. raw_records = ["10", "20", "bad", "15", "", "30"] valid_values = [] skipped_count = 0 error_messages = [] # TODO 1) 각 raw 값을 숫자로 바꿔서 valid_values 에 넣으세요. # TODO 2) 변환 실패 시 skipped_count 를 증가시키고 error_messages 에 이유를 남기세요. # TODO 3) 마지막에 평균, skipped_count, check total(총합 검증)을 출력하세요. # print("valid_values:", valid_values) # print("skipped_count:", skipped_count) # print("검증 합계:", len(raw_records) == len(valid_values) + skipped_count)

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실습 5 (도전)

문제: 값 파싱 실패 시 마지막 유효값을 대체값으로 사용하는 fallback 정책을 구현하세요.

실습 문제 5 · Fallback 정책 Runs in-browser with Pyodide

# 힌트 1) fallback 값을 변수로 관리하면서 성공할 때마다 갱신하세요. # 힌트 2) 실패 시 fallback 값을 쓰되, 어떤 값을 사용했는지 로그를 남기세요. # 힌트 3) 처음부터 실패하는 경우(fallback 도 없는 경우)를 처리하세요. stream = ["12.5", "err", "14.0", "bad", "", "13.8"] # TODO 1) parse_value(raw) 함수를 만들어 float 변환 실패 시 ValueError 를 발생시키세요. # TODO 2) 루프를 돌며 성공 시 last_valid 를 갱신하고 결과를 기록하세요. # TODO 3) 실패 시 last_valid 가 있으면 fallback 으로 사용하고, 없으면 None 을 기록하세요. # TODO 4) 최종적으로 성공 수, fallback 사용 수, None 수를 출력하세요. # 예시 출력: # [OK] 12.5 -> 12.5 # [FB] 'err' -> 12.5 (fallback 사용) # [OK] 14.0 -> 14.0 # ... # success=3, fallback=2, none=0

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