[ProjectH4C] 코딩도장 Python Write-up (1)

개요

요즘 떠오르는 대표적인 언어가 파이썬이다. 파이썬은 프로그래머 뿐 아니라 문, 이과를 통틀어서 어느 분야에서든 사용하는 언어로 자리잡혀있다. 파이썬의 비중이 커진 데에는 몇 가지 이유가 있다.

문법이 매우 쉽고 간단함.
패키지가 다양함.
오픈 소스이며, 모두 무료임

파이썬의 문법들은 굉장히 직관적이여서 초보자도 쉽게 배울 수 있다는 점이 프로그래밍의 장벽을 낮추고 널리 사용하게 된 가장 큰 이유이지 않나 싶다. 그런 파이썬의 기초 문법에 대해 공부해보고자 한다.

설치 및 실행

파이썬의 설치는 파이썬 공식 홈페이지 (http://www.python.org/downloads/) 에서 가능하다. 맥에는 기본으로 2.7 버전이 깔려있지만, 2.7버전을 실행하면 곧 사라질 버전이니 파이썬3을 이용하라는 경고문이 뜬다.

파이썬 3.x 버전을 설치한 후에 터미널에서 python 명령어를 실행하면 2.7 버전이 실행된다. 3.x 버전을 실행하고자 한다면 python3 으로 입력해야 하며, 매번 python3으로 입력하는게 헷갈리고 귀찮다면 alias 설정을 통해 python="python3"으로 설정해주어서 python 명령어로 3.x 버전을 이용할 수 있다. python3를 실행하면 코드 하나를 입력할 때마다 출력이 나오기 때문에, 코드를 작성해서 한번에 실행하고자 한다면 IDLE을 이용하거나, vscode와 같은 편집기를 이용해서 작성한다음 실행시켜야 한다. 참고로 코드를 한줄 입력할 때마다 출력을 얻는 동작을 대화하는 것과 같다고 하여 인터렉티브 파이썬(Interactive Python, 대화형 파이썬)이라고 부른다.

출력

다른 언어들은, C언어를 예로 들면 "Hello World"를 출력하고자 한다면, 헤더 파일을 포함하고 main 함수를 작성한 후에 그 안에서 printf 함수를 사용해야 하지만 파이썬은 출력을 위해선 단 한줄만 작성하면 된다.

>>> print('Hello world')
Hello world

IDLE을 이용해 해당 코드를 hello.py 파일로 저장했다면, 터미널에서 해당 파일이 있는 위치로 이동한 다음 다음과 같이 출력할 수 있다.

$ python hello.py
Hello

만약, 여러 줄의 출력을 한번에 해주고 싶다면 작은 따옴표를 세 개씩 써주면 된다.

>>> print('''
... Hello
... Python
... Nice to meet you''')

Hello
Python
Nice to meet you

기본 문법

세미콜론 (;)

보통의 프로그래밍 언어는 한 줄(구문)이 끝날 때마다 마지막에 세미콜론(;)을 붙여야 하지만, 파이썬은 그럴 필요가 없다. 세미콜론을 붙인다고 오류가 나지 않고, 보통은 한 줄에 여러 개의 구문을 작성하는 경우 세미콜론으로 구분해서 사용한다.

print('Hello'); printf('world')

주석

파이썬의 주석 처리 방법은 맨 앞에 '#'을 붙이는 것이다.

#이것은 주석.
print('Hello')

들여쓰기

프로그래밍 언어를 작성하면 들여쓰기를 이용해 가독성을 높이는 효과가 있는데, 들여쓰기를 굳이 하지 않더라도 정상적인 실행이 가능했다. 하지만 파이썬의 들여쓰기는 선택이 아닌 필수이다.

파이썬은 들여쓰기 자체가 문법이며, 들여쓰기가 제대로 이루어지지 않으면 에러가 발생하고, 에러가 발생하지 않더라도 원하는 흐름으로 실행되지 않는다. C언어에서는 if문이 참일 경우 실행해야 하는 내용이 여러개일 경우, 코드블럭을 중괄호( { } )를 이용해 묶어주었는데, 파이썬에서는 들여쓰기를 이용해서 이를 구분해주면 된다.

if a==10:
    print('a')
    print(a)

산술 연산

덧셈, 뺄셈, 곱셈은 다른 언어들과 똑같고 기본적인 수학에서 사용하는 방법과 똑같다.

/ : 나누기 연산. 파이썬 2.x 버전에서는 5 / 2의 결과가 정수부분만 반환해서 2가 나왔지만, 3.x 버전에서는 2.5로 출력된다.
// : 버림 나누기 연산이라고 부르며, 나머지 부분을 버리고 정수 부분만 반환한다. 5 // 2의 결과가 2가 됨. C언어의 나누기 연산( / )과 동일.
% : 나머지 연산. 두 수를 나누었을 때의 나머지를 출력한다. 5 % 2 의 결과는 1.
** : 거듭제곱 연산자. 5 ** 2 는 5의 2제곱을 반환해서 25가 출력된다.

연산의 결과가 정수가 아닐 때, 강제로 정수로 만들기 위해선 아래와 같이 사용하면 된다.

>>> 5/2
2.5
>>> int(5/2)
2

파이썬에서는 2진수, 8진수, 16진수를 각각 다음과 같이 표현한다.

>>> 0b110 #2진수 110을 10진수로 출력.
6
>>> 0o10 #8진수 10을 10진수로 출력.
8
>>> 0xF #16진수 F를 10진수로 출력.
15

변수

프로그래밍 언어에서 변수를 선언할 때 자료형을 정해주는게 기본적이지만, 파이썬에서는 변수를 선언할 때 자료형이 필요없다.

>>> a=3
>>> a
3

위와 같이 자료형 없이 변수를 선언할 수 있으며 해당 변수에 어떠한 형태의 변수가 들어가도 상관없다.

>>> a='hello'
>>> a
'hello'
>>> a=3.141592
>>> a
3.141592

변수의 자료형을 알아보기 위해선 type을 이용하면 된다.

>>> a='hello'
>>> type(a)
<class 'str'>
>>> a=3.141592
>>> type(a)
<class 'float'>

입력

값을 직접 입력하지 않고 사용자의 입력을 변수에 저장하기 위해선 input 함수를 이용하면 된다.

>>> a = input()
14 #14를 입력.
>>> a 
'14'

만약, "정수를 입력하세요: " 라는 문구가 출력된 뒤에 입력을 받고자 한다면 다음과 같이 작성하면 된다.

>>> a = input('정수를 입력하세요: ')
정수를 입력하세요: 3 #3 입력
>>> a
'3'

정수를 입력받고자 하는데 출력 값을 보면 '3'으로 문자열 처리가 되어 나온다. 입력을 받음과 동시에 정수로 변환하고자 한다면 input 함수를 int 함수 안에 작성하면 된다.

>>> a = int(input('정수를 입력하세요: '))
정수를 입력하세요: 3
>>> a
3
>>> type(a)
<class 'int'>

여러 입력을 각각의 변수에 저장하기위해서는 split 함수를 이용해야 한다. split 함수는 인자가 없으면 기본적으로 공백을 기준으로 입력을 분리시켜주고, 기준 문자열을 인자로 사용하면 해당 문자열을 기준으로 분리시켜준다. 예시는 다음과 같다. 참고로 두 변수에 동시에 값을 저장하는 방법은 x, y = 10, 20 과 같이 컴마로 구분해서 사용하면 된다.

>>> a, b = input( ' 공백으로 구분해서 두 값 입력: ').split()
 공백으로 구분해서 두 값 입력: 10 20
>>> a
'10'
>>> b
'20'

>>> a, b = input('점(.)으로 구분해서 두 값 입력: ').split('.')
점(.)으로 구분해서 두 값 입력: 30.40
>>> a
'30'
>>> b
'40'

여러 개의 변수를 하나의 출력문으로 출력하고자 하면 컴마로 구분지어서 써주면 되고, 각각의 값 사이를 컴마로 구분한 형태로 출력하고자 한다면 sep = ', '와 같이 사용해주면 된다.

>>> a = 10
>>> b = 20
>>> c = 30
>>> print(a, b, c, sep=', ')
10, 20, 30

논리 연산자

보통은 논리 연산 AND, OR, NOT을 각각 &, |, ! 으로 표현하는데, 파이썬에서는 각각을 and, or, not 으로 사용할 수 있다.

>>> True and True
True
>>> True or False
True
>>> not True
False

시퀀스 자료형

시퀀스(Sequence)는 연속적이라는 뜻을 가진다. 보통은 하나의 변수에 하나의 값을 저장하는 식으로 사용되지만, 여러 개의 값의 나열들을 하나의 변수에 저장하고 사용할 수 있도록 제공하는 변수들이 있다. 리스트, 튜플, range, 문자열, 딕셔너리 등이 대표적인 예이다.

리스트

변수를 여러 개 사용해야 할 경우, 만약 변수가 1000개가 필요하다 하면 이를 하나씩 정의하는 것은 사실상 불가능하다고 봐야한다. 이렇게 여러개의 변수가 필요할 때 한번에 만들어낼 수 있는 것이 바로 리스트이다.

리스트의 선언은 변수에 값을 저장할 때 값들을 대괄호( [] )로 묶어주고 각각의 값을 콤마로 구분해서 저장해주면 된다.

그리고 해당 변수를 출력하면 변수들이 한번에 출력된다. 이 때, 리스트에 저장된 값들을 요소(Element)라고 부르고, 저장되는 값들의 자료형은 무엇이든 상관없다. 리스트에 저장된 값들에는 각각의 번호가 부여되며 맨 앞의 값이 0으로 시작되어 하나씩 증가하는 형태이다. 만약 리스트의 두 번째에 저장된 값만 출력하고자 한다면 리스트[1]을 이용해서 해당 값만 사용할 수 있다.

>>> person = ['john', 20, 185.5, False]
>>> person[1]
20

range 함수는 연속된 정수를 반환하는데 함수를 사용할 때 시작점과 끝 점을 지정해주어서 사용하면 된다.

만약 range(0, 10)으로 선언하였다면, 0부터 10까지가 아닌 그보다 하나 작은 0부터 9까지 반환한다.

이를 리스트에 저장하고 값을 출력하는 방법은 다음과 같다.

>>> a = list(range(0, 10))
>>> a
[0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9]

range는 기본적으로 1씩 증가하는 값을 반환하지만, 2씩 증가한다거나 1씩 감소한다거나 증감폭을 변경해주고 싶다면 range함수의 세 번째 인자로 원하는 폭을 지정해줄 수 있다.

>>> a = list(range(0, 10, 2))
>>> a
[0, 2, 4, 6, 8]

리스트를 관리할 때 사용하는 메소드는 다음과 같다.

list.append(object) : 리스트의 마지막에 object 추가.

list.extend(seq) : list의 뒤에 seq 시퀀스를 이어 붙임.

list.count(object) : object가 몇개 있는지 출력.

list.index(object) : object가 존재하는 인덱스 출력.

list.insert(index, object) : index에 object 삽입.

list.pop(index) : 해당 인덱스의 요소를 반환하고 리스트에서 제거.

list.remove(obj) : obj 요소 제거

list.reverse() : 리스트를 거꾸로 뒤집음.

list.sort(obj) : 정렬.(기본값 : 오름차순)

튜플

튜플도 사용법은 리스트와 같지만 대괄호( [] )로 묶는 리스트와는 다르게 소괄호 ( () )를 이용해 값들을 묶어준다. 또한, 리스트는 선언한 이후에 요소들을 추가, 삭제, 변경할 수 있지만 튜플은 선언하고 나면 요소들을 수정하거나 삭제할 수 없다.

>>> person = ('john', 20, 185.5, False)
>>> person
('john', 20, 185.5, False)
>>> person[1]
20

튜플과 리스트 간에 서로 자료형을 바꾸어주는 기능도 존재한다. 튜플을 리스트로 만들 때에는 list 함수를, 리스트를 튜플로 만들 때에는 tuple 함수를 사용하면 된다.

>>> list(people)
['john', 20, 185.5, False]
>>> tuple(people)
('john', 20, 185.5, False)

슬라이스

슬라이스는 리스트에서 원하는 부분만큼만 잘라오는 기능이다. 예를들어 a라는 인덱스에 1부터 10까지 저장되어 있다고 한다.

>>> a = list(range(1, 11))
>>> a
[1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10]
>>> a[0:5]		#인덱스 0부터 인덱스 5직전까지 가져온다.
[1, 2, 3, 4, 5]
>>> a[1:7]		#인덱스 1부터 인덱스 7직전까지 가져온다.
[2, 3, 4, 5, 6, 7]
>>> a[0:7:2]  		  #인덱스 0부터 인덱스 7까지 2씩 증가하며 가져온다.
[1, 3, 5, 7]
>>> a[:3]		#앞 부분이 생략되었으면 리스트의 시작부터 인덱스 3직전까지 가져온다.
[1, 2, 3]
>>> a[::2]		#시작부분과 끝부분이 생략되었기에 인덱스 0부터 마지막 인덱스까지 2씩 증가하며 가져온다.
[1, 3, 5, 7, 9]

딕셔너리

리스트에 어떤 학생의 국어, 영어, 수학, 과학, 사회 점수를 저장해둔다고 치면 형태는 다음과 같을 것이다.

a = [85, 92, 88, 72, 90]

하지만 이들 각각이 어떤 과목의 점수를 의미하는 것인지 위의 코드만 봐서는 알 수가 없다. 이럴 때에는 "딕셔너리"라는 자료형을 이용하면 조금 더 직관적으로 코드를 작성할 수 있다. 리스트는 대괄호( [] ), 튜플은 소괄호 ( () )였고 딕셔너리는 중괄호 ( {} )를 이용해 자료들을 묶어준다.

score = {'kor': 85, 'eng': 92, 'mat': 88, 'soc': 72, 'sci': 90}

위의 코드처럼 딕셔너리를 이용해 작성하면 각 점수가 어떤 과목의 점수인지 좀 더 분명히 알 수 있다.

사전에서 단어를 찾을 때처럼 값을 가져올 수 있다고 하여 딕셔너리라는 이름이 붙었으며, 딕셔너리의 각각의 요소들은 "키 : 값"의 형태로 저장된다.

값을 가져올 땐 딕셔너리이름['키']를 입력하면 해당 키에 대응하는 값을 반환한다.

>>> score = {'kor': 85, 'eng': 92, 'mat': 88, 'soc': 72, 'sci': 90}
>>> score['eng']
92

만약, 이미 정의해 둔 딕셔너리에 키와 값을 새롭게 저장하고 싶다면 딕셔너리에 존재하지 않는 키에 값을 할당하면 된다.

score['phy'] = 93	#체육 과목의 점수 추가

리스트, 튜플, 딕셔너리는 해당 변수 내에 찾고자 하는 값이 존재하는지 아닌지를 확인하는 방법으로 in 연산자가 있다.

"찾고자 하는 값" in "리스트, 튜플, 딕셔너리 이름"
ex)

>>> a = [1, 2, 3, 4, 5]
>>> b = ('a', 'b', 'c', 'd', 'e')
>>> c = {'a':1, 'b':2, 'c':3, 'd':4, 'e':5}
>>> 1 in a
True
>>> 'a' in a
False
>>> 'a' in b
True
>>> 'd' in c
True

조건문

if

특정한 조건에만 실행되게 해주기 위해 조건문을 사용한다. a에 정수를 입력받은 후에, 만약 a가 10이면 "10입니다." 를 출력하는 코드는 다음과 같다.

a = int(input())
if a==10:
	print("10입니다.")

이렇듯 항상 같은 출력결과가 아닌 조건에 따라 출력이 달라지게 해주는 것이 조건문 if이다.

else

만약 if가 참일 경우 if의 내용을 실행하고, 거짓일 경우의 실행도 작성하고 싶다면 else를 이용하면 된다.

a = int(input())
if a==10:
	print('10입니다.')
else:
	print('10이 아닙니다.')

입력이 10이라면 if의 조건식이 참이 되어 '10입니다.'가 출력되지만, 10이 아니라면 조건식이 거짓이 되어 else가 실행되어서 '10이 아닙니다.'가 출력된다.

elif

if와 else를 사용하면 출력이 '10입니다.'와 '10이 아닙니다.' 두 가지 뿐이지만, '5입니다.', '1입니다.' 등등 더 많은 조건에 대한 출력을 원한다면 if와 else 사이에 elif를 넣어주고 조건식을 작성하면 된다. elif는 몇개를 사용하든 상관없다.

a = int(input())
if a==10:
    print('10입니다.')
elif a==5:
    print('5입니다.')
else
    print('10과 5가 아닙니다.')

반복문

같은 동작을 여러 번 반복하기 위해서 해당 코드를 여러번 작성하는 것도 방법이겠지만, 반복문을 이용해 조금 더 간편하게 작성할 수 있다. 파이썬에서의 반복문은 for와 while이 존재한다.

for 반복문

기본 형태는 다음과 같다.

for i in range(100):
	print('Hello, world!')

우선 range(100)을 이용해서 0~99까지의 숫자를 생성한 다음, in을 이용해서 숫자를 하나씩 꺼낸 다음 i에 저장하고, 내용을 반복하는 식이다. 맨 처음 반복문이 실행되면 range(100)의 맨 처음 값인 0을 꺼내서 i에 저장하고 'Hello, world!'를 출력한다. 그 다음엔 1을 꺼내서 i에 저장하고 출력문을 실행하고, 그 다음엔 2를 꺼내서 i에 저장하고 출력문을 반복한다. 이렇게 반복하면, i가 0일 때부터 99가 될때까지 총 100번을 반복 실행하게 된다.

이처럼 for문은 범위를 지정하고서 사용하기 때문에 보통은 반복 횟수가 정해져 있는 경우에 사용한다.

range의 경우 꼭 0부터 시작할 필요는 없으며, 만약 range(5, 12)로 작성하면, 5부터 11까지 차례대로 꺼내면서 i에 저장하고 내용을 실행하기 때문에, 5, 6, 7, 8, 9, 10 총 6번 반복 실행하게 된다. 이 때 사용하는 range도 증감폭을 설정하는 것이 가능하다.

만약, 입력한 횟수만큼 반복하고자 한다면 range(입력)과 같이 사용하면 i가 0부터 입력-1이 될때까지 총 입력한 만큼 반복 실행하게 된다.

#count.py
count = int(input('반복할 횟수 >> '))

for i in range(count):
    print(i)

$ python count.py
반복할 횟수 >> 7
0
1
2
3
4
5
6

range 대신 리스트, 튜플과 같은 시퀀스 객체를 넣어도 동일하게 실행된다. 이 때는 리스트, 튜플의 값들을 하나씩 꺼내면서 반복을 실행한다.

#Seq.py
a = [10, 20, 30, 40, 50]

for i in a:
    print(i)

$ python hello.py
10
20
30
40
50

while 반복문

for 반복문과 while 반복문은 기능상으로는 큰 차이가 없다. for문은 시작점과 끝점을 지정하여서 해당 범위 내에서 반복 실행하지만, while은 조건식을 이용해 i의 범위를 지정해주는 식이다. 아래는 i가 0부터 9까지 반복되는 반복문을 각각 for문과 while문으로 작성한 예시이다.

#for문을 이용한 반복문
for i in range(10):
	print('Hello, world!')
    

#while문을 이용한 반복문
i=0
while i<10:
	print('Hello, world!')
    	i+=1

for문은 선언할 때 i를 생성하는 것까지 한번에 해주지만, while문은 그러한 역할을 따로 해주지 않기 때문에 while문이 실행되기 전에 i 변수를 따로 선언해주어야 한다. 또 for문은 range(10)을 이용해서 i가 0부터 9까지 1씩 증가하며 반복하지만, while에선 range를 사용하지 못하기 때문에 반복할 만큼의 범위를 지정해 준 다음에 while문의 내용에 i를 1씩 증가시키는 코드를 반드시 작성하여야 한다. 대신 while은 반복 횟수가 정해지지 않은, 필요한 만큼 반복할 수 있는 무한루프를 만들어줄 수 있다. while은 조건식이 참이면 실행하는데, 조건식이 항상 참이도록 작성하면 무한으로 반복하게 된다. 파이썬은 0을 False, 0이 아닌 모든 수를 True로 취급하는데, 편의상 True를 표현할 땐 1로 표현한다.

while 1:	#조건이 항상 참이기 때문에 무한으로 반복됨
	print('Hello, world!')

무한루프를 사용할 땐, 무한루프를 벗어나기 위한 조건식을 같이 써주는 게 보통의 경우이다.

continue와 break

반복문을 반복하는 중에, 특정한 조건이 되면 더 이상 반복하지 않고 벗어나야 할 때가 생기는데, 이 때 break 를 사용하면 반복을 종료하고 벗어나게 된다.

i=0
while 1:
    print(i)
    i += 1
    if i==5:
        break

while을 무한루프로 작성했지만 i를 1씩 증가시키다가 i가 5가 되면 break를 통해 벗어나게 된다. 이 때의 출력은 i가 0, 1, 2, 3, 4때 i의 값이 한 줄에 하나씩 출력된다.

$ python hello.py
0
1
2
3
4

만약, 특정 조건이 되면 반복문을 벗어나는 게 아니라 해당 회차의 반복문을 skip하고 다음번의 반복을 실행하도록 하고싶다면 break가 아닌 continue를 사용하면 된다. 반복문의 내용을 실행하다가 continue를 만나게 되면 그 아래의 반복문의 내용은 모두 skip되고, 다음 번의 반복이 실행된다.

for i in range(10):
    if i%2==0:
        continue
    print(i)

해당 코드는 i가 0부터 9일때까지 반복되며, i가 짝수이면 continue를 통해 넘어가는 코드이다. 출력 결과는 다음과 같다.

$ python hello.py
1
3
5
7
9

'Programming > Python' 카테고리의 다른 글

[ProjectH4C] 코딩도장 Python Write-up (3) (0)	2020.08.11
[ProjectH4C] 코딩도장 Python Write-up (2) (0)	2020.08.07