26_Sep_2021 🐰엘리스 AI 트랙 TIL: Python II

기초 자료형

문자열과 리스트 활용

list.pop(): 인덱스 i의 원소를 제거하고, 지운 원소를 반환한다.

my_list = [1,2,3,4,5]
print(my_list.pop(0)) # 0번째 원소 반환
print(my_list.pop()) # 마지막 원소 반환

seq.count(d): 시퀸스 내부의 자료 d의 개수를 반환한다.

my_seq = [2,2,2,4,4]
print(my_seq.count(2)) # 2의 총 개수 3 반환

str.split(c): c를 기준으로 문자열을 쪼개어 리스트 반환

my_str = '1 2 3 4 5'
print(my_str.split()) # ['1','2','3','4','5'] 공백 기준
element = 'Na,Mg,Al,Si'
print(element.split(',')) # ['Na','Mg','Al','Si'] , 기준

리스트로의 변환은 원소의 삭제, 삽입, 참조가 용이하게 하기 위해서이다

str.join(list): str을 기준으로 리스트를 합쳐서 문자열을 반환

my_list = ['a','p','p','l','e']
print(''.join(my_list)) # apple
friend = ['Pat','Mat']
print('&'.join(friend)) #Pat&Mat

튜플

여러 자료를 담는 대표적인 자료형은 리스트이나, 값이 바뀔 위험이 있다.
튜플(Tuple): 여러 자료를 함께 담을 수 있는 자료형이며, ()로 묶어서 표현한다.

특징:
1. +연산자로 튜플과 튜플을 연결하고, *연산자로 반복한다.
2. 자료의 추가, 삭제, 변경이 불가능하다. 한번 만들어지면 고정.

딕셔너리

짝이 있는 집합 자료형을 딕셔너리라고 부른다.
딕셔너리는 {} 중괄호로 묶어서 표현하며, 한쌍의 자료형을 가진다.
{key:value}의 형식: key를 알면 value를 알 수 있는 구조를 하고 있다.

key: 열쇠처럼 자료를 꺼낼 수 있는 도구
value: 딕셔너리에서 key로 꺼낸 자료

Dictionary[key]:

• 딕셔너리에서 자료를 꺼내기

  person = {'name':'Michael', 'age':10}
  print(person['name']) # Michael 
  print(person['age']) # 10		인덱싱하고는 차이가 있다.
  	dic   key

• 딕셔너리에서 자료를 추가하기

  person = {'name':'Michael', 'age':10}
  person['hometown'] = Seoul
  #dic	 key	     value

• 딕셔너리의 원소 삭제

  person = {'name':'Michael', 'age':10}
  del person['age']
  print(person) # {'name':'Michael'}

딕셔너리의 특징

• key는 변할 수 없는 자료형 : 리스트는 안되고, 튜플은 키로 기능할 수 있음

  datas = {[1,2,3]: 'Alphabet'} #Error
  datas = {(1,2,3): 'Number'} #No Error

---

함수와 메서드

함수

함수란?

프로그래밍의 기본 틀은 컴퓨터에게 정보를 입력하고, 이를 통해 컴퓨터가 작업을 한 후, 컴퓨터가 한 작업 결과를 출력하는 과정을 거친다.

이러한 일련의 작업을 하는 코드를 재사용하기 위해, 하나로 묶을 필요가 생겼고, 여기서 나타난 개념이 바로 함수이다.

함수는 즉, 특정 기능을 수행하는 코드(들의 모임)이다.

지금까지 사용하였던 함수의 예:

• len() : 자료를 넣으면 그 자료의 길이를 반환하는 함수
• int() : 자료를 넣으면 정수형으로 변환하여 반환하는 함수
• str() : 자료를 넣으면 문자열로 변환하여 반환하는 함수

이처럼 함수는 입력한 자료를 받아, 일련의 작업을 한 후 결과를 반환해 주는 기능을 한다.

함수의 종류

• 내장함수
  파이썬 개발자들이 이미 만들어 둔 함수이다.

대표적인 예:

• input() - 자료를 입력하는 함수
• print() - 자료를 출력하는 함수
• max() - 시퀀스 자료의 최댓값을 구하는 함수
• min() - 시퀀스 자료의 최솟값을 구하는 함수
• sum() - 숫자 원소로 이루어진 시퀀스 자료의 합
• len() - 시퀀스 자료의 길이를 구하는 함수

사용자 지정 함수
사용자가 여러 코드를 묶어서 새로 만든 함수

def plusDouble(a,b):
	c = a+b
    return 2*c
print(plus(3,4)) # 14

• 함수 만들기
  def(ine) 정의하다라는 의미의 키워드를 이용해 함수를 정의

• 함수의 입력
  매개변수를 이용해서 함수 내부로 값을 전달: def 함수명(매개변수):

• 함수 속 명령 작성
  같은 들여쓰기를 통해 명령 작성

  def 함수명(매개변수):
  -- 들여쓰기 후 명령
  --
  --

• 함수의 반환(출력)
  return을 이용해서 함수 외부로 값을 전달: return 반환값
  
  반환이 필요한 이유는
  함수 내부에서 일어난 일은 함수 외부에서 알 수 없기 때문이다. 따라서, 반환(return)을 통해 외부로 전달해야 한다.

전역변수와 지역변수

함수는 함수 스코프를 가지고 있기 때문에, 함수 안에서 일어난 일은 함수 밖에 영향을 끼치지 않는다.

전역 변수: 어디서든지 사용할 수 있는 변수. 함수 밖에서 정의된 변수이다.

x = 'Hi!'
def my_func():
	print(x)
my_func() # Hi!
print(x) # Hi!

지역 변수: 특정 구문(for문, 함수...)안에서 정의한 변수
변수를 정의한 범위에서만 사용이 가능!

def my_func():
	x = 'Hi?'
    print(x)
my_func() # Hi?
print(x) # Error

메서드

특정 자료에 대해 특정 기능을 하는 코드 (함수와 다르다)

함수vs메서드

• 함수는 특정 기능을 한다. (매개변수를 이용해 자료를 전달)

예시

len(my_list)
sum(my_list)
min(my_list)

• 메서드는 특정 자료와 연관 지어 기능을 한다. (자료 뒤에 .을 찍어 사용)

my_list.sort()
my_list.pop()
my_list.clear()

---

모듈과 패키지

모듈이란?

개발을 하면서 코드의 길이가 엄청 길어지기에, 모든 함수와 변수를 구현하는 것은 불가능하다.

이러한 현상을 방지하고, 코드를 더 효율적으로 관리하기 위해, 누군가 만들어놓은 함수, 변수등을 활용하기 위한 모듈이 등장하였다.

모듈은 특정 목적을 가진 함수, 자료의 모임이다.

모듈 불러오기

import 키워드를 이용해서 모듈을 사용한다.

모듈 사용법 확인하기

모듈 속 사용하려는 함수/변수의 사용법 확인: 모듈로 불러온 함수나 변수 위에 커서를 두어 설명을 참고한다.

모듈 사용하기

.(dot)을 쓴 후에 모듈 속 함수/변수를 사용한다.

import
print(random.randrange(0,2)) # 0이상 2미만 수 중 임의로 출력

모듈 만들기

스스로 원하는 내용이 담긴 모듈 제작이 가능하다. .py 확장자 파일(파이썬 파일)로 만들 수 있다.

my_module.py => import my_module

1) py파일을 생성 후, 함수와 변수를 만든다.

#cal.py
def plus(a,b):
	c = a+b
	return c  

import cal
print(cal.plus(3,4))

import를 이용한다면, 어디서나 가져다 사용할 수 있다.

모듈의 활용

math: 수학 연산을 도와주는 모듈

import math
#math 모듈 불러오기

print(math.pi) # 3.141592... #무리수
print(math.e) # 2.718281...	#자연상수

random: 랜덤한 숫자를 선택해 주는 함수들이 담긴 모듈

import random
#random 모듈 불러오기

print(random.randrange(1,11))
#1부터 10까지의 숫자 중 하나를 출력

모듈과 패키지의 차이점

패키지란?

모듈을 폴더(Directory)로 구분하여 관리하는 것이다.

패키지의 필요성?

모듈을 계층적, 분류별으로 편리하게 관리할 수 있게 된다.

패키지 속 모듈을 사용하는 법

1. import를 이용해서 폴더를 불러오고, 함수를 실행한다.

   import user(패키지).cal(모듈)
   print(cal.plus(3,4))

2. from -import를 사용
   함수/변수 사용시 .를 쓰지 않아도 됨.

   from user.cal import plus (함수를 불러옴)
   print(plus(3,4)) 
   #같은 함수가 이미 존재한다면, 불러올 때 충돌 발생 위험 있음

---

객체

객체지향 프로그래밍

• 반복문으로 같은 작업하는 다수의 명령 묶기
• 함수로 특정 명령 묶기
• 모듈로 함수 묶기

위와 같이 다수를 묶는 개념이 도입된 이유란 무엇인가?
정답: 코드를 보다 효율적으로 만들기 위함이다!

그러나, 그럼에도 불구하고 발생하는 문제점은 더 큰 규모의 프로젝트를 진행 시, 코드가 너무 길어지는 현상이었다.
위에 도입된 아이디어만으로는 문제를 해결할 수 없었다.

여기서 발상의 전환이 이루어져, 코드를 짜는 방법론을 생각해낸다.

컴퓨터 프로그램이 객체와 객체의 상호작용이라면 어떨까?

객체란?

성질(인스턴스)과 할 수 있는 행동(메서드)이 담긴 자료이다.

Instance(attribute): 기존의 변수
name: Alexander
age: 26
residence: Austin
Hobby: Coding

Method(Action): 기존의 함수
eat()
exercise()
sleep()
chill()

위와 같은 요소를 하나로 묶은 개념이 객체이다.

클래스와 인스턴스

클래스는 객체를 만들 수 있는 틀이라고 생각하면 편하다.

사람 객체를 만든다고 하면:

성질

• 이름
• 나이
• 거주지
• 취미

---

행동

• 먹기
• 운동하기
• 잠자기
• 취미활동하기

등의 요소들이 필요하다.

이러한 객체를 만들기 위해서는, 객체의 성질과 행동을 틀처럼 찍어낼 수 있는 클래스가 필요한 것이다.


필드(Field): 객체가 가지고 있는 성질을 가리키는 말이다.

class Human:
    name = 'Alex'
    age = 27

메서드(Method)

class Human:
	def exercise(self): 
    	#self : 메서드라면 가져야하는 첫번째 매개변수
    	    print('pull-ups!')

매개변수로 넘겨준 self는 메서드가 가져야 할 첫 매개변수이며, 객체 자기 자신을 가리킨다. 다른 이름도 상관없으나, 관습적으로 self로 명명
*주의: return 값이 있다면 넘겨받는 매개변수가 있어야 함.

클래스와 인스턴스의 관계

인스턴스(Instance)

클래스(틀)로 찍어낸 객체를 의미한다.

• 이름 -> Alexander
• 나이 -> 26세
• 거주지 -> 남양주
• 취미 -> 모각코
  등의 성질을 가지고 있다.

따라서, 주로 클래스와 인스턴스의 관계에 비유되는 예는, 붕어빵 틀(클래스)와 붕어빵(인스턴스)의 관계가 있다.

붕어빵 틀(Class)은 붕어빵이라는 모양을 잡고, 붕어빵(Instance)은 클래스의 틀로 생성된 인스턴스 만의 고유한 성질을 가지기 때문이다.

인스턴스 만들기

인스턴스 명 = 클래스 명()의 공식으로 만들 수 있다.
인스턴스의 변수: 인스턴스 명.변수로 불러올 수 있다.

alexander = Human()
alexander.name 
# alex
alexander.age 
# 26

인스턴스의 메서드

인스턴스.메서드()의 공식으로 불러올 수 있다.

alexander = Human()
alexander.exercise() 
# pull-ups

객체지향 프로그래밍이 도입된 이유?

상속, 다형성, 캡슐화등의 개념을 통해 코드의 재사용을 용이하게 하며, 현실 세계를 더 잘 표현할 수 있기 때문이다.

포O몬 게임의 예
Charmander가 Squirtle에게 'Blaze'기술로 10의 데미지를 입혔다.

이를 구현하는 것은 쉽지 않지만, 객체지향 프로그래밍이 출동한다면 어떨까?

객.체.지.향.

클래스와 인스턴스 생성

클래스의 생성

• 포O몬이 가져야 할 특징?: name, hp, type
• 포O몬이 할 수 있는 능력?: skills

클래스 선언, 변수와 메서드를 추가하여 생성한다.

Class Poxxmon:
	p_name = ''
    p_hp = 0
    p_type = ''

    def skill(self):
    	pass

Charmander Class 생성

• Charmander의 특징?: name: 'Charmander', sex_ratio: '87.5 : 12.5', attribute: 'fire'
• Charmander의 능력?: Blaze

Poxxmon 클래스를 상속하는 Charmander 클래스 생성

class Charmander(Poxxmon):
    p_name = 'Charmander'
    p_hp = 50
    p_type = 'Fire'
   
    def skill(self):
    	print('Blaze!')

Charmander Instance 생성

Charmander Class로 찍어낸 charxx Instance

charxx = Charmander()
charxx.skill() # Blaze!
print(charxx.p_hp) # 50

다형성

같은 모양의 코드가 다른 역할을 하는 것

class 동물:
    다리 = 0
   
    def 걷기(self):
        return ''
       
class 개(동물):
    다리 = 4			#같은 변수 다리의 값을 4로 수정
   
    def 걷기(self):
        return '살랑살랑'	#걷기 메서드의 반환 값을 수정

class 인간(동물):
    다리 = 2			#같은 변수 다리의 값을 2로 수정
   
    def 걷기(self):
        return '뚜벅뚜벅'	#걷기 메서드의 반환 값을 수정

비글 = 개()
철수 = 인간()
print(철수.걷기())	# '뚜벅뚜벅'
print(개.걷기())	        # '살랑살랑'
#같은 메서드라도 객체에 따라 다른 값을 반환한다 => 

파이썬에서의 객체 적용법

파이썬에서는 객체 단위로 정보를 관리하며, 객체는 다음의 속성을 가지고 있다.

• 값(value): 객체에 담긴 내용
• 유형(type): 객체의 종류

nums = [1,2,3]

print(nums,type(nums))

nums.append(4)		#nums 리스트 객체에 메서드 사용
print(nums)

파이썬의 list나 number, dictionary에 메서드를 사용할 수 있었던 것은 파이썬에서 자료는 모두 객체이기 때문이다.

마지막 한 줄평:

객체지향 프로그래밍은 쉬운 것 같으면서도 심오하도다.