[Farm System🪴] 인공지능 스터디 2주차

🙌서론

황금같던 연휴가 끝났습니다.. 그동안 나태하게 지내다 다시 스터디로 돌아왔습니다..
(내 연휴 😭😭)

다시 예전의 저로 돌아오길 기원하며 글을 작성해봅니다.

이번 스터디의 범위도 저번주와 같이 파이썬입니다. 다만 저번보다 조금 더 심화 내용이죠. 한번 내용들을 정리해 보겠습니다.

🔢함수

이번에 학습하는 함수는 내장 함수가 아니라 사용자 정의 함수 입니다. 사용자가 직접 함수를 만들어 사용하는 것이죠

def f(x):
	do_something
    ...
    y = ...
    return y

함수의 구조는 위와 같습니다. 참고로 함수는 영역 구분을 들여쓰기로 합니다. 파이썬은 들여쓰기로 칸을 나누는 경우가 거의 전부라 봐도 되니 알아두시는게 사실상 필수입니다. 함수 또한 객체입니다. 함수의 이름은 f, 매개변수는 x입니다. 그리고 반환하는 값은 y입니다. 차근차근 알아봅시다.

1. 매개변수

• 위 코드에서 매개변수는 x입니다. 쉽게 정리하면 함수로 입력되는 객체를 받아들이는 역할을 하는 변수라고 생각하시면 됩니다.
• 함수에서 매개변수가 필수요소는 아닙니다. 즉, 없어도 됩니다.
• c언어나 다른 언어와 달리 매개변수의 자료형을 정해주지 않아도 됩니다. 이것은 파이썬의 특징이라 생각하시면 됩니다.
• 매개변수는 함수 안에서만 사용됩니다. 즉 함수밖의 변수와 매개변수의 이름이 같더라도 서로 다른 변수입니다. 만약 같은 이름의 변수가 생긴다면 함수 안에서는 매개변수를 더 우선합니다.

2. 반환값

• 위 코드에서는 반환값이 y입니다.
• 함수가 입력을 매개변수로 받았다면 함수가 출력을 반환값으로 한다고 생각하면 됩니다.
• 반환값은 return 뒤에 값을 작성합니다.
• 반환값도 없을 수 있습니다. 그럴 경우 return None을 작성하거나 return 구문 자체를 작성하지 않으면 됩니다.
• 반환값이 여러개일 수 있는데 return 뒤에 반환할 요소들을 ','를 이용해 분리해서 반환하면 된다.
  (혹시 return이 여러개면 가장 처음의 반환값만 반환하니 여러개를 반환하고 싶다면 무조건 return은 하나만 쓰고 ','로 분리해서 반환시키자)

3. 위치인수와 키워드 인수, 기본값이 설정된 매개변수

   #위치인수
   def get_difference(a, b):
   	diff = a - b
      return diff
   
   #키워드 인수
   def show_data(weight, height, age):
   	print(weight)
      print(height)
      print(age)
      
   show_data(age = 33, weight = 77, height = 177)
   
   #기본값이 설정된 매개변수
   def get_add(a, b, c = 0):
   	add = a + b + c
      return add

• 함수의 매개변수가 여러개일 수 있습니다.
• 그럴때 매개변수의 순서대로 전달되는 인수를 위치인수라 합니다. 위 코드를 참고하시길 바랍니다.
• 위치인수 뿐 아니라 매개변수의 이름을 이용하여 인수를 전달할 수 있습니다. 그걸 키워드 인수라고 합니다.
• 키워드 인수는 순서 상관없이 인수를 전달할 수 있습니다.
• 만약 위치인수와 키워드 인수를 섞어서 쓸려면 항상 위치인수들 다음에 키워드 인수를 두어야 합니다.
• 위 코드와 같이 어떤 매개변수는 미리 설정된 기본값을 인수로 사용할 수 있습니다.
• 만약 위 예시로 설명하면 get_add(10, 20)은 a = 10, b = 20, c = 0이 전달된다 생각하시면 됩니다. 비슷하게 get_add(10, 20, 30)은 a = 10, b = 20, c = 30이 전달됩니다. 즉 전달할 인수값을 비우면 자동으로 기본값이 전달된다고 생각하시면 됩니다.

4. 언패킹과 패킹

• 인수들을 리스트[또는 튜플]나 딕셔너리에 모아서 다수의 인수들을 받으면 그걸 함수가 언패킹 할 수 있다. 반대로 함수의 매개변수에 나열된 인수들을 받을때 함수 내부에서 이들을 리스트나 딕셔너리의 요소처럼 다룰 수 있도록 패킹한다.
• 언패킹은 함수에 전달할때 인수들 앞에 (리스트나 튜플), **(딕셔너리)를 붙여서 전달하면 되고 패킹을 하기위한 함수를 만들때는 매개변수 앞에 , **를 각각 붙이면 된다.

5. 이름의 범위

• 함수같은 경우는 함수 안에서 정의된 변수나 매개변수는 오직 함수 안에서만 정의 되어 있다. 즉 함수 밖에서는 사용하지 못한다. 이러한 변수를 지역변수라고 한다.
• 반대로 함수 밖 메인코드에서 정의되는 변수를 전역변수라고 한다. 전역 변수는 함수 안에서도 사용할 수 있다.

📓클래스

클래스는 객체지향언어를 한번이라도 써봤스면 알 것이다. 파이썬도 객체지향언어 이므로 당연히 클래스가 쓰인다.
파이썬은 사실상 모든것이 객체라 생각하면 된다. 그 객체를 생성하는 것이 클래스이고 클래스로 객체를 생성하는 것을 구체화라고 한다. 그리고 클래스로부터 생성된 객체는 클래스의 인스턴스라 한다.
처음 접하면 용어가 많아 헷갈릴수 있을 테지만 쓰다보면 금방 익숙해질 것이다.

1. 클래스의 정의와 인스턴스 생성

   class StatCal():
   
   	data = [1, 2, 3]
     
     	def get_avg():
         avg = sum(data)/len(data)
         return avg
         
   stat_cal = StatCal()

• 위의 예제를 보면 클래스를 정의하고 인스턴스를 생성한 것이다.
• 클래스의 이름은 StatCal이다. 여기서 data와 같은 것들은 클래스 내부에서 사용되는 클래스 변수이며 다른말로는 속성이라는 말을 더욱 많이 사용한다.
• 그 아래 함수는 클래스 내부에서 정의된 함수이고 메서드라고 한다.
• 맨 아래 줄을 보면 클래스 StatCal을 통해 인스턴스인 stat_cal을 생성한 것이다.

print(stat_cal.data), print(stat_cal.get_avg())

• 위와 같이 '.'을 이용하면 인스턴스를 통해서 그 인스턴스의 속성, 메서드를 사용이 가능하다.
• 하지만 메서드를 불러오면 오류가 날것이다. 아무것도 입력하지 않았는데 무엇인가 하나가 메서드로 전달되었다는 오류가 말이다.
• 이 오류가 발생하는 이유는 메서드를 호출하면 자동으로 클래스 자신을 메서드 함수에 전달하여 자신이 가진 데이터를 메서드 함수가 사용하게끔 하기 때문이다.
• 그래서 클래스를 정의할 때 메서드 함수에 클래스 자신을 받아줄 매개변수를 가장 처음에 설정해야 한다. 그 매개변수는 self를쓴다.
  즉 클래스 내부의 메서드를 def get_avg(self): 이런식으로 고쳐야 한다

2. 초기화 함수 __init__
   앞 예와 달리 서로 다른 데이터를 사용하는 인스턴스를 만들어 보자

   class StatCal():
   
   	def __init__(self, name, data):
     		self.name = name
           self.data = data
           
       def get_avg(self):
       	avg = sum(self.data)/len(self.data)
         	return avg
   
   length = StatCal("sepal", [1,2,3])
   width = StatCal("petal", [2,3,4])

• 위 코드를 보면 인스턴스를 length, width 2개 만들고 각각 다른 요소값을 넣었다.
• __init__는 생성자라고 한다. 인스턴스 생성 시 항상 자동적으로 실행되고 메서드는 아니다.
• 위 코드 같은 경우는 __init__를 통해 인스턴스 생성 시 name과 data 속성을 입력받도록 하였다.
• name과 data처럼 인스턴스 별로 사용되는 변수를 인스턴스 변수라 한다.

3. 클래스의 상속
   기존의 클래스에 속성과 메서드를 추가하여 새로운 클래스를 만드는 것이다.

   class Avg():
   	def __init__(self, data):
     		self.data = data
       def get_avg(self):
       	avg = sum(self.data)/len(self.data)
         	return avg
             
    class AvgTimesX(Avg):
    	def get_avg(self, x):
     		avg = sum(self.data)/len(self.data)
           avg = avg*x
           return avg
           
   data = [1,2,3]
   
   avg_x = AvgTimesX(data)
   print(avg_x.get_avg(3))

   6.0

• 위의 간단한 코드를 살펴보면 AvgTimesX클래스는 Avg클래스를 상속한 것이다.

  🖨️복사

  만약 이름 a로 어떤 리스트 객체를 가리키고 b를 a로 정의 하면 두 이름은 동일한 리스트 객체를 가리키므로, a를 통해 리스트 객체의 요소를 변경하면 b가 가리키는 리스트의 객체에서도 변경된다고 하였다.

  이러한 문제를 피하기 위한 간단한 방법으로 리스트의 복사 메서드를 이용하는 것이 있다.

  a = [1,2,3]
  
  b = a.copy()
  b[0] = "X"
  
  print(b)
  print(a)

  ['x',2,3][1,2,3]

• 위와 같이 복사를 하면 b가 가리키는 객체와 a가 가리키는 객체가 달라져 한쪽을 수정해도 다른 한쪽이 수정되지 않는다.

• 다만 중첩리스트에서는 복사 메서드로 문제가 해결되지 않는다.

• 위와 같은 복사는 얕은 복사라고 한다. 요소 객체의 요소들까지 모두 복사하려면 얕은 복사 대신 깊은 복사를 해야한다.

• 깊은 복사는 copy 모듈을 불러와서(import copy) copy.deepcopy(a)를 통해 실시 할 수 있다.

😊마무리

이제 파이썬 문법은 마무리 했습니다(교재 상으로는). 교재 내용중 필수적이거나 나중에 잠깐 찾아봐도 될 정도의 내용들은 굳이 작성하지 않았습니다.

다음주 스터디범위는 넘파이 기초 입니다. 파이썬 까지는 제가 해본 적이 있어 거의 알고 있던 내용이였는데 넘파이 부터는 완전 처음이라 하면서 머리가 깨질 수도 있을 것 같습니다. 다만 넘파이 까지는 쉽고 그 다음부터 어려워 보이긴 하더군요..

작성일 기준 다음날이 월요일 입니다.. 네, 오지 않았으면 좋겠군요..
이 글을 읽으신 분들은 언제 읽으셨는지 모르겠지만.. 다들 하루하루 힘내시길 바랄게요! 시간은 흐릅니다!