# ast 모듈

Python의 `ast` 모듈은 **추상 구문 트리**(Abstract Syntax Tree, AST)를 다루기 위한 표준 라이브러리입니다. 이 모듈을 사용하면 Python 코드를 파싱하여 그 구조를 트리 형태로 분석하고, 조작하거나 변환할 수 있습니다. `ast` 모듈은 정적 분석 도구, 코드 포맷터, 린터, 코드 생성기 등 다양한 프로그래밍 도구의 핵심 기술로 활용됩니다.

## 개요

`ast` 모듈은 Python 소스 코드를 구문적으로 분석하고, 이를 Python 객체로 표현하는 기능을 제공합니다. 이 모듈은 내장 함수 `compile()`이나 `eval()`과 달리 코드를 실행하지 않고 **구문 구조만을 분석**하므로, 안전하게 코드를 검사하거나 변형할 수 있습니다.

예를 들어, 다음과 같은 코드가 있을 때:

```python
x = 1 + 2
```

`ast` 모듈은 이를 다음과 같은 트리 구조로 변환합니다:

- `Module(body=[Assign(...)])`
  - `Assign(targets=[Name(id='x', ...)], value=BinOp(left=Num(n=1), op=Add(), right=Num(n=2)))`

이 구조를 통해 변수 할당, 연산자, 식별자 등을 객체 형태로 접근하고 분석할 수 있습니다.

## 주요 기능과 사용법

### 1. 코드 파싱: `ast.parse()`

가장 기본적인 기능은 `ast.parse()` 함수를 사용해 Python 코드를 AST로 변환하는 것입니다.

```python
import ast

code = "x = 1 + 2"
tree = ast.parse(code, mode='exec')
print(ast.dump(tree, indent=2))
```

출력 예시:

```
Module(
  body=[
    Assign(
      targets=[
        Name(id='x', ctx=Store())
      ],
      value=BinOp(
        left=Constant(value=1),
        op=Add(),
        right=Constant(value=2)
      )
    )
  ],
  type_ignores=[]
)
```

- `mode='exec'`: 문장(statement) 블록을 파싱 (기본값)
- `mode='eval'`: 단일 식(expression)을 파싱
- `mode='single'`: 대화형 모드처럼 단일 문장을 파싱

### 2. AST 탐색: `ast.NodeVisitor`

`ast.NodeVisitor` 클래스를 상속하여 AST 내 특정 노드를 탐색할 수 있습니다.

```python
class VariableVisitor(ast.NodeVisitor):
    def visit_Name(self, node):
        if isinstance(node.ctx, ast.Store):
            print(f"변수 할당: {node.id}")
        self.generic_visit(node)

tree = ast.parse("x = 1; y = x + 2")
visitor = VariableVisitor()
visitor.visit(tree)
```

출력:
```
변수 할당: x
변수 할당: y
```

### 3. AST 수정: `ast.NodeTransformer`

`ast.NodeTransformer`를 사용하면 AST를 수정하고 변형된 코드를 다시 생성할 수 있습니다.

예: 모든 숫자를 10배로 만드는 트랜스포머

```python
class MultiplyNumbers(ast.NodeTransformer):
    def visit_Constant(self, node):
        if isinstance(node.value, int):
            return ast.Constant(value=node.value * 10)
        return node

tree = ast.parse("x = 5")
tree = MultiplyNumbers().visit(tree)
ast.fix_missing_locations(tree)

# 변환된 코드를 다시 실행
exec(compile(tree, filename="<ast>", mode="exec"))
print(x)  # 출력: 50
```

- `ast.fix_missing_locations()`: 새로운 노드에 위치 정보를 추가하여 컴파일 가능하게 만듭니다.

### 4. AST 출력: `ast.dump()`와 `ast.unparse()`

- `ast.dump(tree)`: AST를 사람이 읽을 수 있는 문자열로 출력 (디버깅용)
- `ast.unparse(tree)` (Python 3.9+): AST를 다시 Python 코드 문자열로 변환

```python
tree = ast.parse("x = 1 + 2")
print(ast.unparse(tree))  # 출력: x = 1 + 2
```

## 주요 노드 유형

AST는 다양한 노드 클래스로 구성됩니다. 대표적인 것들:

| 노드 클래스 | 설명 |
|-----------|------|
| `Module` | 전체 코드의 최상위 노드 |
| `Expr` | 표현식 (예: `1 + 2`) |
| `Assign` | 변수 할당 (예: `x = 1`) |
| `BinOp` | 이항 연산 (예: `+`, `-`) |
| `Name` | 변수 이름 |
| `Constant` | 상수 값 (문자열, 숫자 등) |
| `If`, `For`, `While` | 제어문 |
| `FunctionDef` | 함수 정의 |
| `Call` | 함수 호출 |

## 활용 사례

### 정적 분석 도구
- Pylint, Flake8 등은 `ast`를 사용해 코드 스타일, 버그, 보안 문제를 탐지합니다.

### 코드 변환
- 데코레이터나 매크로 같은 기능을 구현할 수 있습니다.
- 예: 특정 함수 호출을 로깅으로 자동 치환.

### DSL (도메인 특화 언어)
- Python 문법을 확장하거나 제한하여 사용자 정의 언어를 만들 수 있습니다.

## 주의사항

- `ast.parse()`는 구문 오류가 있으면 `SyntaxError`를 발생시킵니다.
- AST는 Python 버전에 따라 구조가 달라질 수 있으므로, 버전 호환성에 주의해야 합니다.
- AST를 직접 조작할 때는 위치 정보(`lineno`, `col_offset`)를 수동으로 설정해야 할 수 있습니다. `ast.fix_missing_locations()`를 활용하세요.

## 관련 문서 및 참고 자료

- [공식 Python 문서: ast 모듈](https://docs.python.org/3/library/ast.html)
- [Green Tree Snakes - 놀라운 AST 안내서](https://greentreesnakes.readthedocs.io/)
- `lib2to3` 라이브러리: Python 2 → 3 변환에 `ast` 기반 파서 사용

`ast` 모듈은 Python의 동적 특성과 함께, 언어 자체를 도구로 삼는 강력한 가능성을 열어주는 핵심 기술입니다.