파이썬 소스 코드, 어떻게 작동될까요? 자세히 알아봅시다!

안녕하세요. 쌩양파 입니다. AI 를 이용하여 파이썬 코드를 짜보고 있는데, 궁금한 것들이 생겨서 공부하게 되네요..

 

파이썬 소스 코드는 어떻게 동작되나?

파이썬 동작

 

파이썬 소스 코드는 기본적으로 위에서 아래로, 왼쪽에서 오른쪽으로 순차적으로 실행됩니다.

하지만 다양한 제어 구조와 요소들이 이 흐름에 영향을 미치며 코드의 작동 방식을 결정합니다. 자세한 작동 순서를 단계별로 살펴보겠습니다.

 

1. 인터프리터의 준비:

• 파일 읽기 및 인코딩 확인: 파이썬 인터프리터는 먼저 지정된 .py 파일을 읽어들입니다. 이때 파일 상단에 # -*- coding: <인코딩 방식> -*- (예: # -*- coding: utf-8 -*-)과 같은 주석이 있다면 해당 인코딩 방식으로 파일을 해석합니다. 없다면 기본 인코딩(주로 UTF-8)을 사용합니다.
• 주석 및 빈 줄 무시: #으로 시작하는 주석이나 아무 내용이 없는 빈 줄은 실행에 영향을 주지 않고 무시됩니다.

2. 코드의 순차적 실행 (기본 원칙):

• 코드는 첫 번째 줄부터 마지막 줄까지 순서대로 한 줄씩 실행됩니다.
• 한 줄 내에서도 왼쪽에서 오른쪽으로 표현식이나 연산이 평가되고 실행됩니다.

3. 들여쓰기 (Indentation)의 중요성:

• 파이썬에서 들여쓰기는 단순한 코드 가독성을 넘어 **코드 블록(code block)**을 구분하는 매우 중요한 문법입니다.
• if, for, while, def, class 등의 키워드 다음에 오는 콜론(:) 이후에는 반드시 들여쓰기가 된 코드 블록이 와야 합니다.
• 동일한 들여쓰기 수준을 가진 코드들은 같은 블록에 속하며, 해당 제어문이나 함수의 범위 내에서 실행됩니다.
• 들여쓰기가 잘못되면 IndentationError가 발생합니다.

4. 제어 흐름 구문 (Control Flow Statements):

• 조건문 (if, elif, else):
  • if 문의 조건식이 True로 평가되면 해당 if 블록 안의 코드가 실행됩니다.
  • if 조건이 False이고 elif 문이 있다면, elif 문의 조건식을 평가하여 True이면 해당 elif 블록을 실행합니다.
  • 앞선 모든 if 및 elif 조건이 False이고 else 문이 있다면, else 블록 안의 코드가 실행됩니다.
  • 조건에 맞는 블록 하나만 실행되고 나머지는 건너<0xEB><0xA9><0x98><0xEB><0x9B><0x81>니다.
• 반복문 (for, while):
  • for 루프: 시퀀스(리스트, 튜플, 문자열 등)나 반복 가능한(iterable) 객체의 각 항목에 대해 순서대로 코드 블록을 반복 실행합니다. range() 함수와 함께 자주 사용되어 특정 횟수만큼 반복하는 데 쓰입니다.
  • while 루프: 조건식이 True인 동안 코드 블록을 계속해서 반복 실행합니다. 조건식이 False가 되면 루프를 빠져나옵니다. 루프 내에서 조건식의 상태를 변경하는 코드가 없다면 무한 루프에 빠질 수 있으므로 주의해야 합니다.
• 반복 제어 (break, continue, else):
  • break: 현재 실행 중인 반복문(가장 안쪽의 for 또는 while)을 즉시 종료합니다.
  • continue: 반복문의 현재 반복을 중단하고 다음 반복으로 넘어갑니다.
  • else (반복문에서): 반복문이 break에 의해 중단되지 않고 정상적으로 모든 반복을 마쳤을 때 실행되는 코드 블록입니다. (while 루프의 경우 조건이 처음부터 False여도 실행됩니다.)

5. 함수 (Functions):

• 함수 정의 (def):
  • def 키워드를 사용하여 함수를 정의하면, 해당 함수 이름과 코드 블록이 메모리에 등록됩니다.
  • 함수 정의 자체는 코드를 즉시 실행하지 않습니다.
• 함수 호출:
  • 함수 이름 뒤에 괄호 ()를 붙여 함수를 호출하면, 프로그램의 실행 흐름이 해당 함수 정의부로 이동합니다.
  • 함수로 전달된 인자(arguments)가 매개변수(parameters)에 할당됩니다.
  • 함수 블록 내의 코드가 순차적으로 실행됩니다.
  • return 문을 만나면 함수 실행이 종료되고, return 뒤의 값을 호출한 곳으로 반환합니다. return 문이 없거나 return 만 있는 경우 None을 반환합니다.
  • 함수 실행이 끝나면 원래 호출했던 지점 다음으로 실행 흐름이 돌아옵니다.

6. 변수와 할당:

• 변수는 값을 저장하는 이름표와 같습니다.
• = (할당 연산자)를 사용하여 변수에 값을 할당합니다.
  • 예: my_variable = 10
• 변수는 사용되기 전에 반드시 먼저 할당(선언)되어야 합니다. 그렇지 않으면 NameError가 발생합니다.
• 변수의 값은 프로그램 실행 중에 변경될 수 있습니다.

7. 표현식과 연산자:

• 표현식(expression)은 값으로 평가될 수 있는 코드 조각입니다. (예: 2 + 3, x * 5, name == "Python")
• 연산자(operator)는 특정 연산을 수행합니다. (산술 연산자: +, -, *, /; 비교 연산자: ==, !=, >, <; 논리 연산자: and, or, not 등)
• 연산자 우선순위에 따라 표현식이 평가됩니다. 괄호 ()를 사용하여 평가 순서를 명시적으로 지정할 수 있습니다.

8. 모듈과 임포트 (import):

• import 문을 사용하여 다른 파이썬 파일(모듈)에 정의된 함수, 클래스, 변수 등을 현재 코드로 가져와 사용할 수 있습니다.
• import 모듈이름
• from 모듈이름 import 특정요소
• import 문이 실행되면 해당 모듈의 코드가 한 번 실행되고, 그 안에 정의된 이름들을 사용할 수 있게 됩니다.

9. 예외 처리 (try, except, else, finally):

• try 블록 안의 코드를 실행하다가 오류(예외)가 발생하면,
• except 블록에서 해당 예외 타입과 일치하는 것을 찾아 그 블록의 코드를 실행합니다.
• else 블록은 try 블록에서 예외가 발생하지 않았을 때 실행됩니다.
• finally 블록은 예외 발생 여부와 관계없이 항상 실행됩니다. (주로 자원 해제 등에 사용)

10. 클래스와 객체 (객체 지향 프로그래밍):

• class 키워드를 사용하여 클래스를 정의합니다. 클래스는 객체를 만들기 위한 틀(blueprint)입니다.
• 클래스 정의 자체는 객체를 생성하지 않습니다.
• 클래스 이름 뒤에 괄호 ()를 붙여 호출하면 해당 클래스의 인스턴스(객체)가 생성됩니다. (예: my_object = MyClass())
• 객체는 자신만의 속성(데이터)과 메서드(기능)를 가집니다.
• 객체의 메서드를 호출하거나 속성에 접근하여 프로그램을 작동시킵니다. (예: my_object.method(), my_object.attribute)

요약하자면, 파이썬 코드는 다음과 같은 우선순위와 규칙에 따라 작동합니다:

1. 위에서 아래로 순차적 실행 (기본)
2. 들여쓰기로 코드 블록 구분
3. 제어 흐름 구문 (if, for, while)에 따른 분기 및 반복
4. 함수 호출 시 해당 함수 블록으로 이동 후 복귀
5. 표현식과 연산자 우선순위에 따른 평가
6. 예외 발생 시 예외 처리 구문에 따른 흐름 변경