[Python] 정보과학 기말정리

구글폼

1. 소수를 찾는 코드를 써보고 간단한 설명도 써보자

num = int(input())

def prime(num):
	if num < 2:
    	return False
        
    for i in range(2, num):
        if num % i == 0:
            return False
    return True
    
print(prime(num))

2. 분류와 회귀에 대해 설명해본다면?

• 분류: 입력값이 이산적, 범주
• 회귀: 입력값이 연속적, 숫자 데이터

3. 과대적합에 대해 설명해본다면?
   모델이 훈련 데이터에 너무 과하게 맞춰져서, 테스트 데이터에 대해서는 성능이 떨어지는 현상이다.

4. 16진수로 변환하는 내장함수는 무엇일까?
   hex

5. 내가 가장 기억에 남는 알고리즘
   생략

6. 이건 어떤 정렬일까. ???에 들어갈 답은 무엇일까.

data = [8,7,6,2,1]
for i in range(len(data)):
    min_idx = i
    for j in range(i+1,???):
        if data[j] < data[min_idx]:
            min_idx = j
    data[i], data[min_idx] = data[min_idx], data[i]
print(data)

선택 정렬, len(data)

한글 파일 정리

1. 인공지능 개념 정리

1.1 인공지능 학습

• 지도학습: 정답이 있는 데이터를 통해 학습하는 방식. 분류는 범주형 값을 예측한다
• 비지도학습: 정답 없이 데이터 간 숨겨진 구조나 패턴을 찾는 방식.
  1.2 KNN 알고리즘: 새로운 데이터 분류에서 가까운 K개 데이터를 활용해 다수결로 판단. 거리 기반 알고리즘 (유클리드 거리 등 사용)
  1.3 분류와 회귀
• 분류: 입력값이 이산적, 범주
• 회귀: 입력값이 연속적, 숫자 데이터
  1.4 훈련 데이터와 테스트 데이터
• 훈련 데이터: 모델 학습용
• 테스트 데이터: 성능 평가용

• 구분해서 사용함
  1.5 과대적합과 과소적합

• 과대적합: 훈련 데이터에 너무 맞춰져 실제 문제에서 성능이 떨어짐
• 과소적합: 학습이 덜 되어 단순한 문제도 제대로 해결하지 못함
  1.6 데이터 결측치: 데이터 일부가 빈 상태, 모델 신뢰도 낮아짐
  1.7 데이터 전처리: 학습 전 데이터 정리
• 결측치 처리, 이상치 정리, 노이즈 정리, 정규화, 범주형 데이터 변환 포함

2. 프로그래밍: 프로그램을 만드는 데 필요한 명령어의 순서를 설계하고, 프로그래밍 언어로 옮겨 실제 프로그램으로 만드는 모든 과정

2. 출력

2.1 출력 규칙

• ' ' 안에 있는 건 문자 취급 -> 숫자 연산이어도 그대로 출력
  ex. print('2+3') -> 2+3 출력됨

• 유의사항

print('12'-3)

위 코드는 12는 문자, 3은 숫자 데이터인데 12-3으로 표시하게 되면 12가 숫자 데이터인지 문자 데이터인지 구분할 수 없기에 출력시 오류 발생

2.2 연산자

• + : 숫자는 덧셈, 문자는 연결
• , : 데이터 중간에 공백 생김
• • : 곱셈
• ** : 거듭제곱
• / : 나눗셈
• // : 나눗셈의 몫
• % : 나눗셈의 나머지

2.3 sep
print(a,b,c, sep=“...”)
결과: I...love...you

2.4 오류 메시지
print 앞에 들여쓰기는 불가능하다.
하게 되면 IndentationError: unexpected indent이라는 오류 메시지가 뜬다.

2.5 n진수 변환

• 2진수: bin -> 0b 꼴 출력
• 8진수: oct -> 0o 꼴 출력
• 16진수: hex -> 0x 꼴 출력

3. 변수

3.1 변수 저장
a=1 : 메모리 공간에 a라는 이름으로 변수를 만들고 이 변수에 10을 저장하라.

4. 조건문

4.1 if의 들여쓰기
if 함수를 쓰다보면 자동으로 들여쓰기가 되는 걸 볼 수 있다. 이는 if 밑에 나오는 조건이 if 산하에 있을 때 들여쓴다고 볼 수 있다. 예를 통해 설명해보겠다.

age = int(input('나이를 입력하세요'))
if age > 19:
  print('성인입니다')
else:
  print('미성년자입니다')

위 코드에서 '성인입니다'를 출력하기 위해서는 19살 초과여야한다는 조건이 먼저 성립되어야 한다. 즉, if의 경우 특정 행동을 할 때 if에 적힌 조건이 전제 된다면 들여쓴다. (포함관계라고 생각하면 조금 더 쉬울 것이라 생각한다.)

4.2 elif와 else
if로만은 모든 조건을 다 표기하기 어렵다. 좀 더 간단한 코딩을 위해 elif와 else를 사용한다. elif의 경우 조건이 여러 가지일 때 if 다음으로 사용하고, else는 위 조건을 제외한 나머지 조건을 말할 때 사용한다.
즉 사용 순서를 정리하면 if -> elif (원하는 만큼) -> else 의 구조라고 할 수 있다.

4.3 기타 유의사항
if, elif, else 모두 각 조건의 끝에 : 를 써야한다.
ex. if i > 1: else:

5. for

5.1 for 함수의 구조
for i in range(a,b,c)라면 a부터 b-1까지의 범위에서 c만큼 증가한다는 것으로, a가 생략되면 0부터 시작하고 c가 생략되면 1씩 증가한다.
case1. 0부터 n-1까지

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

case2. a부터 b-1까지

for i in range(a, b):
     print(i)

case3. a부터 b-1까지 n만큼 증감하면서

     print(i)

• print(i, end=' ')의 의미: i를 출력하고 범위가 끝나면 줄바꿈 대신 공백을 출력한다는 뜻이다. ' '안에 다른 걸 넣으면 다른 문자로 출력된다.

5.2 for 들여쓰기 및 규칙
for도 if와 마찬가지로 작성한 뒤 : 표기 및 들여쓰기가 필요하다.

6. while

6.1 while
조건이 참인 동안 반복해서 실행 후 조건이 거짓되면 반복을 멈춘다. 조건문에 오류가 있으면 계속 반복될 수도 있는 이런 경우 무한 루프 라고 부른다.

a = 1
sum = 0
while sum <= 10:
  sum = sum + a
  a = a+1
print(sum)

6.2 while 들여쓰기 및 규칙
while도 if, for과 마찬가지로 작성한 뒤 : 표기 및 들여쓰기가 필요하다.

6.3 함수 내 변수 재정의
sum=sum+10과 같은 코드는 어떻게 해석해야 할까? 등호 기준 오른쪽 sum은 처음 저장된 값을, 왼쪽 sum은 10이 더해져 업데이트된 값을 의미한다.

6.4 print의 위치에 따른 출력값 차이

sum = 0
for i in range(10) :
   sum = sum + 10
   print(sum)

이 코드의 출력값은

10
20
30
40
50
60
70
80
90
100

이다.

sum = 0
for i in range(10) :
   sum = sum + 10
print(sum)

이 코드의 출력값은 100이다.

7. 배열

7.1 리스트
숫자나 문자 등을 주어진 순서에 따라 저장하는 데이터 타입을 말한다. index는 0번부터 시작한다!!

list = ['권유빈', '권은수', '이민주', '류희진']
list[2] = 이민주

7.2 리스트 내 명령어
은근 뭐가 많아요..ㅎㅎ 예시를 보면서 이해하면 좀 더 쉬울 것 같아 다음 리스트를 가지고 설명해볼게요

이 리스트에 대해서 명령어를 적용해볼게요
1. append(항목) : 리스트 마지막에 항목 추가

fruits.append('orange')
print(fruits) #출력값 ['apple', 'banana', 'apple', 'cherry', 'banana', 'orange']

2. remove(항목) : 리스트의 항목 삭제

fruits.remove('apple')
print(fruits) #출력값 ['banana', 'apple', 'cherry', 'banana', 'orange']

3. count(항목) : 특정 항목이 리스트에 몇 개 있는지 개수 셈

print(fruits.count('banana')) #출력값 2

4. index(항목): 리스트에서 항목이 나타나는 위치 조사 (0번부터 시작)

print(fruits.index('cherry')) #출력값 2

5. len(list명): 리스트 크기 (리스트 전체 항목 수)

print(len(fruits)) #출력값 5

6. sort(): 리스트 오름차순 정렬

fruits.sort()
print(fruits) # 출력값 ['apple', 'banana', 'banana', 'cherry', 'orange']

7. 항목 in list명: 리스트에 항목이 있는가? (True / False로만 판정)

print('apple' in fruits) #출력값 True
print('grape' in fruits) #출력값 False

8. 함수

8.1 함수 정의
함수 정의는 def를 사용한다.

def f(x):
	y=2*x+1
    return y

위와 같은 코드를 통해 설명해보자. 우선 def를 통해 새로운 함수 f(x)를 정의했다. 우리는 앞으로 f(x)를 y라고 하기로 약속했어요~ 왜냐하면 return이라는 게 있기 때문! f(x)를 y로 돌려준다(=출력한다)고 이해하면 돼요. 근데 코드 안에 보면 y를 2x+1이라고 정의한 거에요.
복잡해져서 정리하자면 그냥 f(x)를 y=2x+1이라고 정의했다고 이해하면 됩니당
위와 같이 f(x)라는 함수를 정의하면 뭐가 좋냐? y=2x+1 연산을 할 때 이 식을 또 쓰지 않고 사용이 가능해요 (마치 복잡한 함수 치환하는 감성)

result = f(3)
print(result)

이걸 실행하면 이제 f(x)에 3을 넣은 값이 자동으로 계산됩니다

8.2 함수에서 사용되는 용어

• 인수: 함수 호출시 넘겨주는 값
• 매개 변수: 인수 전달받기 위해 사용하는 변수
• 반환값: 함수 처리한 결과를 호출한 쪽으로 되돌려주는 값

8.3 함수의 특징
1. 복잡하고 큰 프로그램을 작은 단위의 여러 부분 프로그램으로 나눌 수 있다.
2. 프로그램을 기능 중심으로 단순하고 이해하기 쉽게 표현할 수 있다.
3. 중복되는 부분을 함수로 만들어 반복호출함으로써 코드의 불필요한 중복을 최소화할 수 있다.
4. 프로그램의 크기를 줄일 수 있고 오류 발생시 수정하기가 용이하다.
5. 함수를 재사용함으로써 프로그래밍의 생산성을 높일 수 있다.

9. 정렬과 탐색

9.1 스택

• 데이터가 LIFO(Last In, First Out) 방식으로 저장되고 제거되는 자료구조
• 마지막에 추가된 요소가 가장 먼저 제거

stack = []
stack.append(1)  # push
stack.append(2)
print(stack.pop())  # 2 (pop)
print(stack.pop())  # 1 (pop)

9.2 큐

• 데이터가 FIFO(First In, First Out) 방식으로 저장되고 제거되는 자료구조
• 처음에 추가된 요소가 가장 먼저 제거

9.3 선택 정렬

• 가장 작은 요소 선택 후 앞에서부터 순서대로 정렬
• 시간 복잡도 O(n^2): 이중 반복문 사용해서
  

9.4 버블 정렬

• 이웃한 데이터 비교 후 가장 큰 데이터를 가장 뒤로 보내 정렬

9.5 선형 탐색

• 배열이나 리스트 등의 자료구조에서 처음부터 끝까지 순차적으로 탐색
• 데이터 정렬 안되어 있어도 사용 가능

9.6 이진 탐색

• 배열 정렬되어 있어야 한다
• 반씩 나누어 검색. 검색 범위 절반으로 줄여나감