Lesson 03: 파이썬 자료형 심화개념

Author

최규빈

Published

June 24, 2023

튜플고급

튜플을 왜 쓰지? (1)

그냥 리스트를 쓰면 되는거 아닌가 하는 생각이 듭니다. 그냥 튜플은 값이 바뀌지 않는 리스트 느낌. 이게 왜 쓸모있지?

  • 책의설명: 코딩을 하다보면 값을 바꾸지 말아야 할 것을 실수로 값을 바꾸는 경우가 있음. 이런 실수를 방지할 수 있다.
  • shallow copy/deep copy 에 대한 개념을 모르면 생기는 여러가지 side effect이 있음. 이러한 side effect을 막을 수 있는 무기임.

슬기로운 튜플 사용 (\(\star\star\star\star\star\))

상황1: 다중출력(?)

- 예제: 여러변수를 동시에 출력하고 싶을 경우 (다중출력?)

변수를 아래와 같이 선언하였다고 하자.

a=1
b=2
c=3

선언된 값을 확인하려면?

a
1
b
2
c
3

튜플을 이용하면?

a,b,c # 괄호하나 생략하는것이 이렇게 편하다..
(1, 2, 3)

상황2: 다중할당

- 예제: 다중할당1 (여러개의 변수를 동시에 선언하고 싶을 경우)

name, age, sex, height, weight = 'Tom', 20, 'M', 180, 70 
name, age, sex, height, weight
('Tom', 20, 'M', 180, 70)
height
180

- 예제: 다중할당2, 위도와 경도

coor = (37,127) # 서울 
coor
(37, 127)
lat, lon = coor
lat 
37
lon
127

- 잠깐만: 다중할당은 꼭 튜플에서만 가능한가?

그건 아니다…

[x,y,z] = [1,2,3] 
x,y,z # 다중출력 
(1, 2, 3)
[x,y] = 'hi'
x,y 
('h', 'i')

튜플과 같이 사용하면 가독성이 극대화 (그래서 다중할당은 거의 튜플과 세트로 사용함)

x,y,z = 1,2,3
x,y,z # 다중출력 
(1, 2, 3)
x,y = 'hi'
x,y 
('h', 'i')

상황3: 변수값을 교환

- 예제: 임시변수 사용없이 두 변수의 값을 교환

a=10
b=20
a,b = b,a 
a
20
b
10

상황4: for문과 함께

- 예제: for문과 튜플

lst = [['guebin', 202112345, 'M'],
       ['iu',202254321, 'F'],
       ['hodong', 202011223, 'M']]
lst
[['guebin', 202112345, 'M'],
 ['iu', 202254321, 'F'],
 ['hodong', 202011223, 'M']]
for i in lst: 
    print(i)
['guebin', 202112345, 'M']
['iu', 202254321, 'F']
['hodong', 202011223, 'M']
for name,studentid,sex in lst: 
    print(name)
guebin
iu
hodong
for name,studentid,sex in lst: 
    print(name,sex)
guebin M
iu F
hodong M

- 예제: for문과 튜플, dummy variable _

for name,studentid,sex in lst: 
    print(studentid)
202112345
202254321
202011223
for _,studentid,_ in lst: 
    print(studentid)
202112345
202254321
202011223
for _,_,sex in lst: 
    print(sex)
M
F
M
for name,_,sex in lst: 
    print(name,sex)
guebin M
iu F
hodong M

- 예제: for문과 튜플, * 연산자

(motive)

for name,_,_  in lst: 
    print(name)
guebin
iu
hodong
  • 귀찮냐..

(신기술)

for name,*args  in lst: 
    print(name)
guebin
iu
hodong

상황4: 언패킹연산자와 함께

- 예제: 튜플과 언패킹연산자 *

head, body, *tail = range(1,11) 
head, body, tail
(1, 2, [3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10])
head1,head2, *body, tail1,tail2,tail3 = range(1,11) 
head1,head2, body, tail1,tail2,tail3 
(1, 2, [3, 4, 5, 6, 7], 8, 9, 10)
*head, body, tail = range(1,11) 
head, body, tail
([1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8], 9, 10)

Appendix: 언패킹연산자

(관찰)

그러고 보니까..

head1,head2, body, tail1,tail2,tail3  = (1, 2, [3,4,5,6,7], 8, 9, 10)
head1,head2, *body, tail1,tail2,tail3   = (1, 2, 3,4,5,6,7, 8, 9, 10)

이렇다는 거잖아?

*를 붙이면 1차원 자료구조가 풀린다..?

*[1,2,3] # ?? 뭐하누?
SyntaxError: can't use starred expression here (<ipython-input-6-a543979d8d3c>, line 4)
print(*[1,2,3]) ## 이런 느낌!!
1 2 3
print([1,2,3]) # 비교
[1, 2, 3]

튜플을 왜 쓰지? (2)

- 책의 설명 (이 설명이 꼭 파이썬에 한정되는 것은 아님. 모든 언어에 존재하는 불변형 객체에 적용가능한 설명)

  • 실수방지
  • 빠르다, 다중작업에 유리하다, 여러사람과 작업하기에 유리하다, 깊은복사/얕은복사시 원하지않는 오류(side effect이라고 함)를 방지할 수 있다, 메모리관리에도 유리함…
  • 느낌: 불변형은 기능제한이 있는데 가볍고 빠른, 가변형은 기능은 풍부하지만 약간 느리고 무거운 느낌임 (불변형:라면사리, 가변형:라면)

- 제 생각

  • 튜플의 장점은 소괄호의 생략에 있음 (이것은 파이썬과 줄리아만 가능)
  • 이것이 언패킹구문과 결합하여 엄청난 가독성을 제공

(예시) 튜플의 막강함

def mycal(a,b):
    return a+b, a-b, a*b, a/b  #여러개의 값을 리턴하는듯 보임. -> 사실은 길이가 4인 튜플 1개를 리턴
mycal(2,3)
(5, -1, 6, 0.6666666666666666)
_, _, mulrslt, _ = mycal(2,3) # 병렬할당 
mulrslt
6

- 의문: 왜 튜플만 괄호를 생략할 수 있지?

- 내 망상

  • 튜플을 먼저 만들고, 괄호를 생략하는 문법을 추가한것은 아닐것임
  • 원래 괄호없이 컴마만 대충찍어서 선언가능한 아주 간단한 타입의 벡터형을 만들고 싶었을 것임.
  • 왜? 괄호없는 벡터를 만들고 + 언패킹을 사용하면 여러가지 구문들이 엄청나게 간단해짐.
  • 컴마컴마로 선언하는 벡터는 한 두번 쓰고 버리는 경우가 많으며 대부분 이름도 필요없음 \(\to\) 원소에 접근해서 sorting하여 순서를 바꾸고 싶다던가 원소를 추가할 이유가 없음 \(\to\) 비싼 가변형으로 만들 이유가 없다는 것..
  • 우리가 필요한 것: 데이터가 벡터의 형태로 모여있기만 하면 된다!

- 다른 사람들 의견 (컴공과 인터뷰)

  • 튜플 + 언패킹에 충격 \(\to\) 파이썬 편하더라..

인덱싱고급 (스트라이딩)

- 스트라이딩 [start:stop:step]

lst = list('abcdefgh')
lst
['a', 'b', 'c', 'd', 'e', 'f', 'g', 'h']
lst[0:8:2]
['a', 'c', 'e', 'g']

- 생략

lst[::2]
['a', 'c', 'e', 'g']
lst[0::2]
['a', 'c', 'e', 'g']
lst[:8:2]
['a', 'c', 'e', 'g']

- 예제: 짝수/홀수 원소 추출

lst
['a', 'b', 'c', 'd', 'e', 'f', 'g', 'h']
lst[::2] # 1,3,5,7, ... 
['a', 'c', 'e', 'g']
lst[1::2] # 2,4,6,8, ... 
['b', 'd', 'f', 'h']

- step = -1 이면?

lst
['a', 'b', 'c', 'd', 'e', 'f', 'g', 'h']
lst[::-1]
['h', 'g', 'f', 'e', 'd', 'c', 'b', 'a']
  • reverse와 같은 기능

(reverse)와 비교

관찰1: reverse 메소드는 리스트 자체를 변화시킴

lst = list('abcdefgh')
lst
['a', 'b', 'c', 'd', 'e', 'f', 'g', 'h']
lst.reverse() #리버스는 
lst
['h', 'g', 'f', 'e', 'd', 'c', 'b', 'a']

관찰2: [::-1]는 리스트는 변화시키지 않음

lst = list('abcdefgh')
lst
['a', 'b', 'c', 'd', 'e', 'f', 'g', 'h']
lst[::-1]
['h', 'g', 'f', 'e', 'd', 'c', 'b', 'a']
lst
['a', 'b', 'c', 'd', 'e', 'f', 'g', 'h']

- 사실 -step은 쓰는 것이 조금 까다롭다.

(예제) 처음과 끝을 생략하지 않고 아래와 동일한 효과를 주는 코드를 만들어 보자.

lst = list('abcdefgh')
lst[::-1]
['h', 'g', 'f', 'e', 'd', 'c', 'b', 'a']

(풀이)

결국 lst[?:?:-1]의 꼴에서 적당히 ?의 값을 채우면 된다.

lst[-1::-1] # 일단 첫 시작은 제일 마지막 원소 
['h', 'g', 'f', 'e', 'd', 'c', 'b', 'a']
lst[-1:0:-1] # 앗 마지막 인덱스는 포함 안되는거였지? 
['h', 'g', 'f', 'e', 'd', 'c', 'b']
lst[-1:-1:-1] # 뭐 어쩌란거임 
[]

잠깐 인덱스를 생각해보자.

a b c d e f g h
0 1 2 3 4 5 6 7
-8 -7 -6 -5 -4 -3 -2 -1 
lst[-1:-9:-1] # 아..
['h', 'g', 'f', 'e', 'd', 'c', 'b', 'a']

(예제)

lst[2::2]
['c', 'e', 'g']
lst[-2::-2]
['g', 'e', 'c', 'a']
lst[-2:2:2]
[]
lst[2:2:2]
[]
lst[2:2:-2]
[]

결론: -step을 자주 쓰진 말자?

컴프리헨션 고급 (if문이 포함된 컴프리헨션)

- 예제: 제곱수중에서 12로 나누어 떨어지는 수만 원소로 가지는 리스트를 만들고 싶다.

  • 제곱수: 1,4,9,16,25,36, …
  • 12로 나누어 떨어지는 수: 36, …

(예비학습)

12 % 4 # %는 나머지를 계산하는 연산자, 12를 4로 나누면 나머지가 0
0
12 % 5 # %는 나머지를 계산하는 연산자, 12를 5로 나누면 나머지가 2
2

(풀이1)

lst = [] 
for i in range(1,101): 
    if (i**2 % 12 == 0): 
        lst.append(i**2)
lst
[36,
 144,
 324,
 576,
 900,
 1296,
 1764,
 2304,
 2916,
 3600,
 4356,
 5184,
 6084,
 7056,
 8100,
 9216]

(풀이2)

[i**2 for i in range(1,101) if (i**2 % 12 == 0)]
[36,
 144,
 324,
 576,
 900,
 1296,
 1764,
 2304,
 2916,
 3600,
 4356,
 5184,
 6084,
 7056,
 8100,
 9216]

함수고급 (조건부리턴)

- 홀수/짝수를 판별하는 함수 만들기 1

def test(a):
    if a % 2 ==0: 
        return 'even'
    else:
        return 'odd'
test(1)
'odd'
test(2)
'even'
test(3)
'odd'
test(4)
'even'
[test(a) for a in range(1,11)]
['odd', 'even', 'odd', 'even', 'odd', 'even', 'odd', 'even', 'odd', 'even']

- 홀수/짝수를 판별하는 함수 만들기 2

def test(a):
    return 'even' if a%2 ==0 else 'odd'
test(3)
'odd'
[test(a) for a in range(1,11)]
['odd', 'even', 'odd', 'even', 'odd', 'even', 'odd', 'even', 'odd', 'even']

len함수

- 0차원 자료형은 len함수가 동작하지 않음

a=1 
len(a)
TypeError: object of type 'int' has no len()
a=True
len(a)
TypeError: object of type 'bool' has no len()
a=3.14
len(a)
TypeError: object of type 'float' has no len()

note: 이것이 어떠한 수학적인 의미를 가지거나 0차원의 본질적진리를 뜻하는 것은 아님. R에서는 1,3.14,TRUE의 길이가 1로 존재함.

- 1차원 자료형은 len함수가 동작

a='guebin'
len(a)
6
a=[1,2,3,4,5,6]
len(a)
6
a=1,2,3,4,5,6 
len(a)
6
a=range(10)
len(a)
10

- 길이가 1인 1차원 자료형과 0차원 자료형은 다른것임

a='g'
len(a)
1
a=[1] 
len(a)
1
a=(1,)
len(a)
1
a=range(1)
len(a)
1

- 길이가 0인 1차원 자료형도 존재함

a=''
len(a)
0
a=[]
len(a)
0
a=()
len(a)
0
a=range(0)
len(a)
0

str, list, tuple 비교

- str, list, tuple은 모두 시퀀스형이라는 공통점이 있다. \(\to\) 원소의 위치번호로 인덱싱이 가능

lst = [1,2,3,4]
lst[0] # 위치번호=0
1
lst[-1] # 위치번호=-1
4

- str, list, tuple은 차이점도 존재함. 잠깐 정리해보자.

시퀀스형의 카테고리

  • 컨테니어형: list, tuple
  • 균일형: str
  • 가변형: list
  • 불변형: tuple, str

표로 정리하면

컨테니어형 균일형
가변형 list .
불변형 tuple str

- 시퀀스형이 아닌 1차원 자료형도 있을까? (이원소의 위치번호로 인덱싱이 불가능한 자료형

Quiz

ssh코드: 1-2

아래의 문자열을 고려하자.

test_arr = 'ssh-rsa AAAAB3NzaC1yc2EAAAABIwAAAQEAklOUpkDHrfHY17SbrmTIpNLTGK9Tjom/BWDSUGPl+nafzlHDTYW7hdI4yZ5ew18JH4JW9jbhUFrviQzM7xlELEVf4h9lFX5QVkbPppSwg0cda3Pbv7kOdJ/MTyBlWXFCR+HAo3FXRitBqxiX1nKhXpHAZsMciLq8V6RjsNAQwdsdMFvSlVK/7XAt3FaoJoAsncM1Q9x5+3V0Ww68/eIFmb1zuUFljQJKprrX88XypNDvjYNby6vw/Pb0rwert/EnmZ+AW4OZPnTPI89ZPmVMLuayrD2cE86Z/il8b+gw3r3+1nKatmIkjn2so1d01QraTlMqVSsbxNrRFi9wrf+M7Q== schacon@mylaptop.local'

1. 이 문자열에서 index = 0,2,4,6,8,... 에 해당하는 원소를 출력하는 코드를 작성하라.

# 출력결과는 아래와 같아야 한다. 
'shraAABNa1cEAAIAAEkOpDrH1SrTpLG9jmBDUP+azHTWhIy5w8HJ9bUriz7lLV49F5VbpSgcaPvkd/TBWFRHoFRtqi1KXHZMiqVRsAwsMvlK7A3aJAnMQx+VW6/Im1uFjJpr8XpDjNyv/bretEm+WOPTI9PVLar2E6/lbg331KtIj2od1rTMVsxrF9r+7= cao@yatplcl'

2. 위 문자열을 뒤집은 문자열을 구하는 코드를 구현하라.

# 출력결과는 아래와 같아야 한다. 
'lacol.potpalym@nocahcs ==Q7M+frw9iFRrNxbsSVqMlTarQ10d1os2njkImtaKn1+3r3wg+b8li/Z68Ec2DryauLMVmPZ98IPTnPZO4WA+ZmnE/trewr0bP/wv6ybNYjvDNpyX88XrrpKJQjlFUuz1bmFIe/86wW0V3+5x9Q1McnsAoJoaF3tAX7/KVlSvFMdsdwQANsjR6V8qLicMsZAHpXhKn1XixqBtiRXF3oAH+RCFXWlByTM/JdOk7vbP3adc0gwSppPbkVQ5XFl9h4fVELElx7MzQivrFUhbj9WJ4HJ81we5Zy4Idh7WYTDHlzfan+lPGUSDWB/mojT9KGTLNpITmrbS71YHfrHDkpUOlkAEQAAAwIBAAAAE2cy1CazN3BAAAA asr-hss'

파이썬 프로그래밍 시험성적: 3-4

아래와 같은 dictionary가 있다고 가정하자.

dct={'202212377': {'att': 65, 'rep': 45, 'mid': 0, 'fin': 10},
     '202212473': {'att': 95, 'rep': 30, 'mid': 60, 'fin': 10},
     '202212310': {'att': 65, 'rep': 85, 'mid': 15, 'fin': 20},
     '202212460': {'att': 55, 'rep': 35, 'mid': 35, 'fin': 5},
     '202212320': {'att': 80, 'rep': 60, 'mid': 55, 'fin': 70},
     '202212329': {'att': 75, 'rep': 40, 'mid': 75, 'fin': 85},
     '202212408': {'att': 65, 'rep': 70, 'mid': 60, 'fin': 75},
     '202212319': {'att': 60, 'rep': 25, 'mid': 20, 'fin': 35},
     '202212348': {'att': 95, 'rep': 55, 'mid': 65, 'fin': 90},
     '202212306': {'att': 90, 'rep': 25, 'mid': 95, 'fin': 50},
     '202212308': {'att': 55, 'rep': 45, 'mid': 75, 'fin': 30},
     '202212366': {'att': 95, 'rep': 60, 'mid': 25, 'fin': 55},
     '202212367': {'att': 95, 'rep': 35, 'mid': 0, 'fin': 25},
     '202212461': {'att': 50, 'rep': 55, 'mid': 90, 'fin': 45}}

여기에서 ‘202212377’ 등은 학번을, att는 출석점수, rep는 레포트점수, mid는 중간고사 점수, fin은 기말고사 점수를 의미한다.

3. 학생들의 학번을 아래와 같은 방식으로 출력하는 코드를 작성하라.

# 출력예시
['202212377',
 '202212473',
 '202212310',
 '202212460',
 '202212320',
 '202212329',
 '202212408',
 '202212319',
 '202212348',
 '202212306',
 '202212308',
 '202212366',
 '202212367',
 '202212461']

4. 출석점수가 70점 이상인(>=70) 학생들의 학번을 출력하는 코드를 작성하라.

# 출력예시 
['2022-12473',
 '2022-12320',
 '2022-12329',
 '2022-12348',
 '2022-12306',
 '2022-12366',
 '2022-12367']

Oxford-III: 5–10 // reference

아래는 이미지 파일명들이 저장된 string을 불러오는 코드이다.

import requests
url = 'https://raw.githubusercontent.com/guebin/PP2023/main/posts/01_PythonBasic/Oxford-IIIT.txt'
txt = requests.get(url).content.decode()

txt의 출력 일부를 나타내면 아래와 같다.

'Abyssinian_1.jpg\nAbyssinian_10.jpg\nAbyssinian_100.jpg\nAbyssinian_100.mat\nAbyssinian_101.jpg\nAbyssinian_101.mat\nAbyssinian_102.jpg\nAbyssinian_102.mat\nAbyssinian_103.jpg\nAbyssinian_104.jpg\nAbyssinian_105.jpg\nAbyssinian_106.jpg\nAbyssinian_107.jpg\nAbyssinian_108.jpg\nAbyssinian_109.jpg\nAbyssinian_11.jpg\nAbyssinian_110.jpg\nAbyssinian_111.jpg\nAbyssinian_112.jpg\nAbyssinian_113.jpg\nAbyssinian_114.jpg\nAbyssinian_115.jpg\nAbyssinian_116.jpg\nAbyssinian_117.jpg\nAbyssinian_118.jpg\nAbyssinian_119.jpg\nAbyssinian_12.jpg\nAbyssinian_120.jpg\nAbyssinian_121.jpg\nAbyssinian_122.jpg\nAbyssinian_123.jpg\nAbyssinian_124.jpg\nAbyssinian_125.jpg\nAbyssinian_126.jpg\nAbyssinian_127.jpg\nAbyssinian_128.jpg\nAbyssinian_129.jpg\nAbyssinian_13.jpg\nAbyssinian_130.jpg\nAbyssinian_131.jpg\nAbyssinian_132.jpg\n .......

5. 각 파일명은 \n으로 구분되어있다. 위의 스트링을 분해하여 아래와 같은 리스트를 생성하고 fname_list에 저장하라.

# fname_list 의 출력결과는 아래와 같아야 한다. 
['Abyssinian_1.jpg','Abyssinian_10.jpg', ... ,'yorkshire_terrier_98.jpg', 'yorkshire_terrier_99.jpg']

6. 각 이미지파일명은 아래와 같은 규칙으로 저장되어 있다.

  • 파일명의 첫글자가 대문자이면 고양이를 의미하고 첫글자가 소문자이면 강아지를 의미한다.
  • _ 이전의 영문명은 고양이 혹은 강아지의 종(breed)을 의미한다.

이미지 파일명이 입력으로 오면 강아지인지 고양이인지 판단하여 ‘cat’ or ’dog’를 리턴하는 함수 f를 구현하라.

(함수사용예시)

f('yorkshire_terrier_99.jpg')
'dog'
f('Abyssinian_1.jpg')
'cat'

7. 5의 결과로 나온 fname_list를 입력으로 하고 리스트의 각 원소가 고양이를 의미하는 그림인지 강아지를 의미하는 그림인지 나타내는 리스트를 만들어라.

## 입력예시 
['Abyssinian_1.jpg','Abyssinian_10.jpg',...,'yorkshire_terrier_98.jpg', 'yorkshire_terrier_99.jpg']

## 출력예시
['cat', 'cat', ... , 'dog', 'dog']

8. 강아지 그림과 고양이 그림이 각각 몇 장씩 포함되어 있는지 파악하는 코드를 구현하라.

hint 고양이 2403, 강아지 4990

9. 포메라니안 종의 그림이 몇장있는지 파악하는 코드를 구현하라.

hint: 포메라니안 그림은 파일명에 ‘pomeranian’ 을 포함한다.