# 4. 실행 모델

## 4.1. 프로그램의 구조

파이썬 프로그램은 코드 블록으로 만들어집니다. 블록 (block) 은 한 단위로 실행되는 한 조각의 파이썬 프로그램 텍스트입니다. 다음과 같은 것들이 블록입니다: 모듈, 함수 바디, 클래스 정의. 대화형으로 입력되는 각 명령은 블록입니다. 스크립트 파일(표준 입력을 통해 인터프리터로 제공되는 파일이나 인터프리터에 명령행 인자로 지정된 파일)은 코드 블록입니다. 스크립트 명령(`-c` 옵션으로 인터프리터 명령행에 지정된 명령)은 코드 블록입니다. `-m` 인자를 사용하여 명령 줄에서 최상위 수준 스크립트로 (모듈 `__main__`으로) 실행되는 모듈도 코드 블록입니다. 내장함수 `eval()` 과 `exec()` 로 전달되는 문자열 인자도 코드 블록입니다.

코드 블록은 실행 프레임 (execution frame) 에서 실행됩니다. 프레임은 몇몇 관리를 위한 정보(디버깅에 사용됩니다)를 포함하고, 코드 블록의 실행이 끝난 후에 어디서 어떻게 실행을 계속할 것인지를 결정합니다.

## 4.2. 이름과 연결(binding)

### 4.2.1. 이름의 연결

이름 (Names) 은 객체를 가리킵니다. 이름은 이름 연결 연산 때문에 만들어집니다.

The following constructs bind names:

- formal parameters to functions,

- class definitions,

- function definitions,

- assignment expressions,

- targets that are identifiers if occurring in an assignment:

  - `for` loop header,

  - after `as` in a `with` statement, `except` clause or in the as-pattern in structural pattern matching,

  - in a capture pattern in structural pattern matching

- `import` statements.

The `import` statement of the form `from ... import *` binds all names defined in the imported module, except those beginning with an underscore. This form may only be used at the module level.

`del` 문에 나오는 대상 역시 이 목적에서 연결된 것으로 간주합니다(실제 의미가 이름을 연결 해제하는 것이기는 해도).

각 대입이나 임포트 문은 클래스나 함수 정의 때문에 정의되는 블록 내에 등장할 수 있고, 모듈 수준(최상위 코드 블록)에서 등장할 수도 있습니다.

If a name is bound in a block, it is a local variable of that block, unless declared as `nonlocal` or `global`. If a name is bound at the module level, it is a global variable. (The variables of the module code block are local and global.) If a variable is used in a code block but not defined there, it is a free variable.

프로그램 텍스트에 등장하는 각각의 이름들은 다음에 나오는 이름 검색(name resolution) 규칙에 따라 확정되는 이름의 연결 (binding) 을 가리킵니다.

### 4.2.2. 이름의 검색(resolution)

스코프 (scope) 는 블록 내에서 이름의 가시성(visibility)을 정의합니다. 지역 변수가 블록에서 정의되면, 그것의 스코프는 그 블록을 포함합니다. 만약 정의가 함수 블록에서 이루어지면, 포함된 블록이 그 이름에 대해 다른 결합을 만들지 않는 이상, 스코프는 정의하고 있는 것 안에 포함된 모든 블록으로 확대됩니다.

이름이 코드 블록 내에서 사용될 때, 가장 가깝게 둘러싸고 있는 스코프에 있는 것으로 검색됩니다. 코드 블록이 볼 수 있는 모든 스코프의 집합을 블록의 환경 (environment) 이라고 부릅니다.

이름이 어디에서도 발견되지 않으면 `NameError` 예외가 발생합니다. 만약 현재 스코프가 함수 스코프이고, 그 이름이 사용되는 시점에 아직 연결되지 않은 지역 변수면 `UnboundLocalError` 예외가 발생합니다. `UnboundLocalError` 는 `NameError` 의 서브 클래스입니다.

만약 이름 연결 연산이 코드 블록 내의 어디에서 건 일어난다면, 그 블록 내에서 그 이름의 모든 사용은 현재 블록을 가리키는 것으로 취급됩니다. 이것은 연결되기 전에 블록에서 사용될 때 에러로 이어질 수 있습니다. 이 규칙은 미묘합니다. 파이썬에는 선언(declaration)이 없고, 이름 연결 연산이 코드 블록 내의 어디에서나 일어날 수 있도록 허락합니다. 코드 블록의 지역 변수는 블록의 텍스트 전체에서 이름 연결 연산을 찾아야 결정될 수 있습니다. 예제는 UnboundLocalError 에 관한 FAQ 항목을 참조하세요.

If the `global` statement occurs within a block, all uses of the names specified in the statement refer to the bindings of those names in the top-level namespace. Names are resolved in the top-level namespace by searching the global namespace, i.e. the namespace of the module containing the code block, and the builtins namespace, the namespace of the module `builtins`. The global namespace is searched first. If the names are not found there, the builtins namespace is searched. The `global` statement must precede all uses of the listed names.

`global` 문은 같은 블록의 이름 연결 연산과 같은 스코프를 갖습니다. 자유 변수의 경우 가장 가까이서 둘러싸는 스코프가 global 문을 포함한다면, 그 자유 변수는 전역으로 취급됩니다.

The `nonlocal` statement causes corresponding names to refer to previously bound variables in the nearest enclosing function scope. `SyntaxError` is raised at compile time if the given name does not exist in any enclosing function scope.

모듈의 이름 공간은 모듈이 처음 임포트될 때 자동으로 만들어집니다. 스크립트의 메인 모듈은 항상 `__main__` 이라고 불립니다.

Class definition blocks and arguments to `exec()` and `eval()` are special in the context of name resolution. A class definition is an executable statement that may use and define names. These references follow the normal rules for name resolution with an exception that unbound local variables are looked up in the global namespace. The namespace of the class definition becomes the attribute dictionary of the class. The scope of names defined in a class block is limited to the class block; it does not extend to the code blocks of methods – this includes comprehensions and generator expressions since they are implemented using a function scope. This means that the following will fail:

    class A:
        a = 42
        b = list(a + i for i in range(10))

### 4.2.3. builtins 와 제한된 실행

CPython 구현 상세: 사용자는 `__builtins__` 를 건드리지 말아야 합니다; 이것은 구현 세부사항입니다. 내장 이름 공간의 값을 변경하고 싶은 사용자는 `builtins` 모듈을 `import` 하고 그것의 어트리뷰트를 적절하게 수정해야 합니다.

코드 블록의 실행과 연관된 내장 이름 공간은, 사실 전역 이름 공간의 이름 `__builtins__` 를 조회함으로써 발견됩니다. 이것은 딕셔너리나 모듈이어야 합니다(후자의 경우 모듈의 딕셔너리가 사용됩니다). 기본적으로, `__main__` 모듈에 있을 때는 `__builtins__` 가 내장 모듈 `builtins` 이고, 다른 모듈에 있을 때는 `__builtins__` 는 `builtins` 모듈의 딕셔너리에 대한 별칭입니다.

### 4.2.4. 동적 기능과의 상호작용

자유 변수에 대해 이름 검색은 컴파일 시점이 아니라 실행 시점에 이루어집니다. 이것은 다음과 같은 코드가 42를 출력한다는 것을 뜻합니다:

    i = 10
    def f():
        print(i)
    i = 42
    f()

`eval()` 과 `exec()` 함수는 이름 검색을 위한 완전한 환경에 대한 접근권이 없습니다. 이름은 호출자의 지역과 전역 이름 공간에서 검색될 수 있습니다. 자유 변수는 가장 가까이 둘러싼 이름 공간이 아니라 전역 이름 공간에서 검색됩니다. 1 `exec()` 과 `eval()` 함수에는 전역과 지역 이름 공간을 재정의할 수 있는 생략 가능한 인자가 있습니다. 만약 단지 한 이름 공간만 주어지면, 그것이 두 가지 모두로 사용됩니다.

## 4.3. 예외

예외는 에러나 예외적인 조건을 처리하기 위해 코드 블록의 일반적인 제어 흐름을 깨는 수단입니다. 에러가 감지된 지점에서 예외를 일으킵니다(raised); 둘러싼 코드 블록이나 직접적 혹은 간접적으로 에러가 발생한 코드 블록을 호출한 어떤 코드 블록에서건 예외는 처리될 수 있습니다.

파이썬 인터프리터는 실행 시간 에러(0으로 나누는 것 같은)를 감지할 때 예외를 일으킵니다. 파이썬 프로그램은 `raise` 문을 사용해서 명시적으로 예외를 일으킬 수 있습니다. 예외 처리기는 `try` … `except` 문으로 지정됩니다. 그런 문장에서 `finally` 구는 정리(cleanup) 코드를 지정하는 데 사용되는데, 예외를 처리하는 것이 아니라 앞선 코드에서 예외가 발생하건 그렇지 않건 실행됩니다.

파이썬은 에러 처리에 “종결 (termination)” 모델을 사용합니다; 예외 처리기가 뭐가 발생했는지 발견할 수 있고, 바깥 단계에서 실행을 계속할 수는 있지만, 에러의 원인을 제거한 후에 실패한 연산을 재시도할 수는 없습니다(문제의 코드 조각을 처음부터 다시 시작시키는 것은 예외입니다).

예외가 어디서도 처리되지 않을 때, 인터프리터는 프로그램의 실행을 종료하거나, 대화형 메인 루프로 돌아갑니다. 두 경우 모두, 예외가 `SystemExit` 인 경우를 제외하고, 스택 트레이스백을 인쇄합니다.

예외는 클래스 인스턴스로 구분됩니다. `except` 절은 인스턴스의 클래스에 따라 선택됩니다: 인스턴스의 클래스나 그것의 비가상(non-virtual) 베이스 클래스를 가리켜야 합니다. 인스턴스는 핸들러가 수신할 수 있고 예외적인 조건에 대한 추가적인 정보를 포함할 수 있습니다.

참고

예외 메시지는 파이썬 API 일부가 아닙니다. 그 내용은 파이썬의 버전이 바뀔 때 경고 없이 변경될 수 있고, 코드는 여러 버전의 인터프리터에서 실행될 수 있는 코드는 이것에 의존하지 말아야 합니다.

섹션 try 문 에서 `try` 문, raise 문 에서 `raise` 문에 대한 설명이 제공됩니다.

각주

1

  이 한계는 이 연산들 때문에 실행되는 코드가 모듈이 컴파일되는 시점에는 존재하지 않았기 때문입니다.