기본 데이터 타입

1. Python 기본 데이타 타입

파이썬에 사용되는 기본 데이타 타입(Scalar Data Type)에는 아래와 같은 타입들이 있다.

정수형은 소숫점을 갖지 않는 정수를 갖는 데이타 타입이며, float는 소숫점을 갖는 데이타 타입이다. bool 타입은 True 혹은 False 만을 갖는 타입이고, None은 아무 데이타를 갖지 않는다는 것을 표현하는 것으로 타 언어의 Null과 같은 개념이다. 정수형에 리터럴 데이타를 넣을 때, 10진수 이외에 16진수 혹은 8진수를 위의 예와 같이 사용할 수 있다.

리터럴 데이타를 특정 타입으로 변경하기 위하여 int(), float(), bool() 등과 같은 타입 생성자를 사용할 수 있다. 예를 들어, int(3.5)는 float 데이타를 정수형으로 변경하여 정수값 3 을 리턴한다. float("1.6")은 float형 1.6을 리턴한다.

int(3.5)      # 3
2e3           # 2000.0
float("1.6")  # 1.6
float("inf")  # 무한대
float("-inf") # -무한대
bool(0)       # False. 숫자에서 0만 False임,
bool(-1)      # True
bool("False") # True
a = None      # a는 None
a is None     # a가 None 이므로 True

위의 예제에서 리터럴 2e3 (혹은 2E3 도 같은 표현)은 2 * (10 ** 3)과 같은 표현이다. 또한, bool 타입은 숫자의 경우 0 만이 거짓이 되고, 0이 아니면 참이 된다. bool() 안에 문자형이나 컬렉션 타입들이 있을 경우 비어있으면 거짓이 되고 값이 있으면 참이된다. 즉, 위의 마지막 예인 bool("False")는 문자열이 비어있지 않으므로 참이 된다.

2. 복소수

파이썬은 복소수 타입을 지원하는데, 복소수는 a+bj 와 같이 표현된다 (수학에서 복소수를 표현할 때 i 를 사용하지만 파이썬에서는 j 를 사용한다). 실수부의 값을 얻기 위해서는 복소수 변수명.real을, 허수부의 값을 얻기 위해선 변수명.imag 를 사용한다.

v = 2 + 3j
v.real  # 2
v.imag  # 3

연산자

파이썬은 산술연산자, 비교연산자, 할당연산자, 논리연산자, Bitwise 연산자, 멤버쉽연산자, Identity연산자를 지원한다.

1. 산술연산자

산술연산자에는 (1) 사칙연산자 +, -, *, / 와 (2) 제곱을 나타내는 **, (3) 나머지를 산출하는 % (Modulus), 그리고 (4) 나누기에 소숫점 이하를 버리는 // 연산자(Floor Division) 등이 있다.

5 % 2   # 1
5 // 2  # 2

2. 비교연산자

비교연산자는 관계연산자로도 불리우는데, 여기에는 등호(==), 같지 않음(!=), 부등호(<, >, <=, >=) 등이 있다.

if a != 1:
   print("1이 아님")

3. 할당연산자

할당연산자는 변수에 값을 할당하기 위하여 사용되는데, 기본적으로 = (Equal Sign)을 사용한다. 산술연산자와 함께 사용되어 할당을 보다 간결히 하기 위해 사용되는 +=, -=, *=, /=, %=, //= 등과 같은 연산자도 할당연산자에 해당된다.

a = a * 10
a *= 10     # 위와 동일한 표현

4. 논리연산자

논리연산자에는 and, or, not 이 있는데, and 는 양쪽의 값이 모두 참인 경우만 참이 되고, or 는 어느 한쪽만 참이면 참이된다. not 은 참이면 거짓으로 거짓이면 참이 된다. 아래 예제는 No가 출력된다.

x = True
y = False

if x and y:
    print("Yes")
else:
    print("No")

5. Bitwise 연산자

Bitwise연산자에는 & (AND), | (OR), ^ (XOR), ~ (Complement), <<, >> (Shift)가 있는데, 이 연산자는 비트단위의 연산을 하는데 사용된다.

a = 8     # 0000 1000
b = 11    # 0000 1011
c = a 
&
 b # 0000 1000  (8)
d = a ^ b # 0000 0011  (3)

print(c)
print(d)

6. 멤버쉽 연산자

멤버쉽연산자에는 in, not in 이 있는데, 이는 좌측 Operand가 우측 컬렉션에 속해 있는지 아닌지를 체크한다.

a = [1,2,3,4]
b = 3 in a    # True
print(b)

7. Identity 연산자

Identity연산자에는 is, is not 이 있는데, 이는 양쪽 Operand가 동일한 Object를 가리키는지 아닌지를 체크한다.

a = "ABC"
b = a
print(a is b)  # True

문자열과 바이트

1. 문자열

파이썬에서 문자열은 단일인용부호(') 혹은 이중인용부호(") 를 사용하여 표현한다.
예를 들어, 아래 표현은 s 라는 변수에 가나다 라는 문자열을 할당하는 것으로 동일한 표현이다.

s = '가나다'
s = "가나다"

만약 여러 라인에 걸쳐 있는 문자열을 표현하고 싶다면, ''' 또는 """ 처럼 3개의 인용부호를 사용한다.

s = '''아리랑
아리랑
아라리요
'''
print(s)

복수 라인 문자열을 한 라인으로 표현하고 싶다면, Escape Sequence (\n)를 사용하면 된다. 즉, 다음 표현은 위와 동일한 표현이다.

실제 리눅스나 Mac OS에서는 Newline이 \n으로 표현되지만, 윈도우즈에서 \r\n을 사용한다. 하지만, 파이썬에서는 Universal Newline이 지원되어 모든 OS에서 공히 \n을 사용한다.

s = '아리랑\n아리랑\n아라리요'
print(s)

물론 문자열에서 사용되는 Escape Sequence에는 타 언어와 비슷하게 여러 가지를 사용할 수 있다. 예를 들어 탭은 \t, 이중따옴표는 \", 백슬래쉬는 등과 같이 표현한다.

문자열 포맷팅

일정한 포맷에 맞춰 문자열을 조합하는 것을 문자열 포맷팅이라하는데, 문자열 포맷 탬플릿 안에 대입값이 들어갈 자리를 지정해 두고 나중에 그 값을 채워 넣는 방식이다. 예를 들어, "답: %s" % "A" 와 같은 표현에서 % 앞 부분은 포맷 템플릿이고, % 뒤는 실제 대입할 값이다. 이때 % 를 포맷팅 연산자 (Formatting Operator)라 부른다. % 앞뒤로 각각 하나의 값만을 받아들이므로 만약 % 뒤의 값이 복수 개이면 튜플로 묶어주어야 한다.

p = "이름: %s 나이: %d" % ("김유신", 65)
print(p)
# 출력: 이름: 김유신 나이: 65

p = "X = %0.3f, Y = %10.2f" % (3.141592, 3.141592)
print(p)
# 출력: X = 3.142, Y =       3.14

% (Formatting Operator) 앞의 포맷 템플릿에는 %s, %d 등과 같이 대입값 형식을 지정해 주는데 이를 변환 지시어(Conversion Specifier)라 부른다. 아래 표는 Conversion Specifier 들의 의미를 설명한 것이다.

Conversion Specifier는 % 와 Conversion 문자(예: s, d, f) 사이에 전체 자릿수와 소숫점 뒤자리수를 지정할 수 있다. 예를 들어 %10.2f 는 전체 10자리이고 값이 적으면 앞에 빈칸을 채우게 되고, .2 는 소수점 2째 자리까지만 표시한다는 것을 의미한다. 만약 %-10.2f 처럼 마이너스로 표현하면 전체 10자리인데 왼쪽으로 정렬한다는 의미이다.

2. str (문자열 클래스)

문자열은 내부적으로 str 이라는 클래스 타입인데, 파이썬의 문자열은 기본적으로 유니코드이고, 한번 설정되면 다시 변경시킬 수 없는 Immutable 타입이다.

문자열은 인덱스를 사용하여 문자열 중 특정위치의 문자를 표현할 수 있다. 인덱스는 0로부터 시작하는데, 문자열 s 에 대하여 첫번째 문자는 s[0], 두번째 문자는 s[1] 과 같이 표현된다.

s = "ABC"
type(s)      # class 'str'
v = s[1]     # B
type(s[1])   # class 'str'

파이썬에는 C, C# 등에서 존재하는 문자(char) 타입이 존재하지 않는다. 따라서, 위의 예에서 s[1]의 타입이 char가 아닌 문자열 str 타입이 된다. 참고로 type(변수명)은 해당 변수의 타입을 리턴한다.

문자열을 표현할 때, r'문자열' 과 같이 사용하면, 이는 Escape Sequence를 표현하지 않고 Raw String을 직접 사용한다는 것을 의미한다. 예를 들어, 윈도우즈에서 파일경로를 간략히 표현하기 위해 아래와 같이 Raw String 표현을 사용할 수 있다.

path = r'C:\Temp\test.csv'
print(path)

3. 자주 사용되는 str 메서드

문자열 str 클래스에는 여러 유용한 메서드들이 제공되고 있는데, 이 중 흔히 사용되는 몇가지만 소개한다.

str.join()

우선 여러 개의 문자열을 하나로 결합하는 join() 메서드가 있는데, join() 메서드는 문자열을 결합하는데 사용되는 Separator를 join 메서드 앞에 사용한다. 아래 예제에 보듯이, 콤마를 사용하여 문자열 리스트 요소들을 결합할 수도 있으며, 또한 빈 문자열을 사용하여 문자열들을 결합하는 방법도 자주 사용된다.

s = ','.join(['가나','다라','마바'])
print(s)
# 출력: 가나,다라,마바

s = ''.join(['가나','다라','마바'])
print(s)
# 출력 : 가나다라마바

str.split()

split() 메서드는 join() 메서드의 반대로서 특정 separator를 기준으로 문자열을 분리하여 리스트를 리턴한다. 아래 예제에서 split() 메서드는 하나의 문자열을 콤마로 분리해서 3개의 요소를 갖는 리스트를 리턴한다.

items = '가나,다라,마바'.split(',')
print(items)
# 출력 : ['가나', '다라', '마바']

str.partition()

partition() 메서드는 문자열을 partition() 메서드의 첫번째 파라미터로 분리하여 그 앞부분(prefix), partition 분리자(separator), 뒷부분 (suffix) 등 3개의 값을 Tuple로 리턴한다. 아래 예제는 Dash (-) 로 문자열을 분리하여 3개의 값을 리턴하는 코드이다. 일반적으로 separator는 사용하지 않아서 _ 를 사용하였다.

departure, _, arrival = "Seattle-Seoul".partition('-')
print(departure)
# 출력 : Seattle

str.format()

마지막으로 str 클래스에서 가장 많이 사용되는 메서드 중의 하나로 format() 메소드를 들 수 있다. format() 메서드는 다양한 방식의 문자열 포맷팅을 지원하는데, 아래는 흔히 사용되는 3가지 방식을 예시하고 있다. 먼저 위치를 기준으로한 포맷팅은 {0},{1},... 등의 필드들을 format() 파라미터들의 순서대로 치환하게 된다. 두번째 필드명을 기준으로 한 포맷팅은 {name}, {age}와 같이 임의의 필드명을 지정하고 format() 파라미터에 이들 필드명을 사용하여 값을 지정하는 것이다. 그리고 세번째 인덱스 및 키 사용 방식은 Python 오브젝트가 format()의 파라미터로 지정되고, 포맷에서 이 오브젝트의 인덱스(컬렉션의 경우) 혹은 속성, 키 등을 이용하는 것이다.

# 위치를 기준으로 한 포맷팅
s = "Name: {0}, Age: {1}".format("강정수", 30)
print(s)  #출력: Name: 강정수, Age: 30

# 필드명을 기준으로 한 포맷팅
s = "Name: {name}, Age: {age}".format(name="강정수", age=30)
print(s) #출력: Name: 강정수, Age: 30

# object의 인덱스 혹은 키를 사용하여 포맷팅
area = (10, 20)
s = "width: {x[0]}, height: {x[1]}".format(x = area)
print(s) #출력: width: 10, height: 20

4. bytes (바이트 클래스)

bytes 클래스는 일련의 바이트들을 표현하는 클래스로서 bytes는 한번 설정되면 다시 변경할 수 없는 Immutable 타입이다. 문자열을 바이트로 표현하기 위해 b'문자열' 와 같이 접두어 b를 앞에 붙인다.

문자열을 바이트들로 변경하는 인코딩을 위해 encode()를 사용한다. 반대로 바이트들을 문자열로 변경하는 디코딩을 위해 decode()를 사용한다. 문자열 안에서 유니코드값을 사용하려면, \u 에 이어 유니코드값을 적으면 된다. 아래 예제는 문자열 s1을 UTF-8 인코딩을 사용하여 바이트들로 변경하고, 이를 다시 문자열로 디코딩하는 예제이다.

조건문 : if

파이썬에서 조건문을 사용하기 위하여 if 문을 사용한다. if 키워드 다음에 조건식을 적게 되고, 조건식 다음에 콜론(:) 을 써서 if 조건식 끝을 표현한다 (if문은 한 라인에 모두 쓸 수 있으므로 문법상 조건식 뒤에 콜론 사용).

if x 
<
 10:
    print(x)
    print("한자리수")

# 한 라인에서 표현된 if 문 
if x 
<
 100:    print(x)

if 문 조건식이 참이 아닐 때, 다음 if 문을 체크하기 위해서 elif 문을 사용할 수 있고, 모든 if 문이 거짓일 때 else 문 블럭을 실행할 수 있다. 아래 예제는 if...elif...else 를 모두 사용한 예이다. 파이썬에는 다른 언어에 있는 switch 문이 존재하지 않으므로, switch 문 기능은 if...elif...elif... 문으로 수행한다.

x = 10
if x < 10:
    print("한자리수")
elif x < 100:
    print("두자리수")
else:
    print("세자리 이상")

if 조건문 안에서 특정 블럭/문장을 수행하지 않고 그냥 Skip하기 위하여 pass 라는 키워드를 사용할 수 있다. 아래 예제는 n 이 10보다 작은 경우는 아무 문장도 실행하지 않고 지나가고, 10보다 크거나 같을 때는 n 값을 출력한다.

if n < 10:
    pass
else:
    print(n)

반복문

1. 반복문 : while

파이썬에서 반복되는 루프를 만들기 위해 while 문이나 for 문을 사용할 수 있다. 먼저 while문은 while 키워드 다음의 조건식이 참일 경우 계속 while 안의 블력을 실행한다. 예를 들어, 아래의 예제를 보면 while의 조건식은 i가 10보다 작거나 같은 경우인데, i 값이 이 조건하에 있으면 계속 루프를 돌게 된다. 따라서, 아래 예제는 1부터 10까지 값을 출력하게 된다.

i=1
while i <= 10:
    print(i)
    i++

2. 반복문 : for

반복문 for는 C#, Java 에서의 foreach 와 비슷한 것으로, 컬렉션으로부터 하나씩 요소(element)를 가져와, 루프 내의 문장들을 실행하는 것이다. 리스트, Tuple, 문자열 등의 컬렉션은 "for 요소변수 in 컬렉션" 형식에서 in 뒤에 놓게 된다.

아래 예제는 0부터 10까지를 더하는 코드이다. 파이썬 내장함수인 range(n) 함수는 0 부터 n-1 까지의 숫자를 갖는 리스트를 리턴한다. for 루프는 이 리스트 컬렉션으로부터 요소를 하나씩 가져와서 for 블럭의 문장을 실행하게 된다.

sum = 0
for i in range(11):
    sum += i
print(sum)

아래 예제는 문자열 요소를 갖는 리스트로부터 각 문자열들을 순차적으로 출력하는 예이다.

list = ["This", "is", "a", "book"]
for s in list:
    print(s)

for 루프는 이 밖에도 리스트 안에 내포되어 사용될 수도 있는데, 이는 리스트 컬렉션 편에서 자세히 설명한다.

3. break / continue

반복문 안에서 루프를 빠져나오기 위해 break 문을 사용할 수 있다. 또한, continue문을 사용하면 루프 블럭의 나머지 문장들을 실행하지 않고 다음 루프로 직접 돌아가게 할 수 있다. 아래 예제는 break와 continue문을 사용 예시를 위한 것으로, i가 5인 경우는 continue가 실행되어 직접 다시 while문으로 이동하여 밑의 합계에 포함되지 않는다. 또한, i가 10보다 큰 경우 while 루프를 빠져나오게 된다. 따라서, 이 예제는 1부터 10까지 합을 구하는데, 5인 경우만 제외한 값 즉 50을 출력한다.

i = 0
sum = 0
while True:
    i += 1
    if i == 5:
        continue
    if i > 10:
        break
    sum += i

print(sum)

4. range

반복문과 직접적인 연관은 없지만, 흔히 반복문과 연동되어 많이 사용되는 range에 대해 간략히 소개한다. range() 함수는 보통 아래와 같이 1~3개의 파라미터를 갖는데, 파라미터는 파라미터 갯수에 따라 아래와 같이 다른 의미를 갖는다.

numbers = range(2, 11, 2)

for x in numbers:
    print(x)

# 출력: 각 라인에 2 4 6 8 10 출력

특히, for 반복문에서 몇 번 루프를 도는가를 표시하기 위해 range() 함수를 종종 함께 사용한다. 예를 들어, 아래는 Hello 문자열을 10번 (0부터 9까지) 출력하는 예제이다.

for i in range(10):
    print("Hello")