이번 포스팅에서는 파이썬의 5가지 자료 구조, 변수 유형에 대해서 간략하게 알아보겠습니다. 


몇 년을 SAS 사용하다가 R 을 배우기 시작했을 때 R의 자료 구조가 좀 낯설었는데요, R 사용하다가 Python 배우기 시작하니 또 좀 생소하더군요. 처음엔 낯설어도 자꾸 사용하다보면 또 금새 익숙해지니 너무 부담갖지는 마시구요.


무슨 언어를 사용하던지 자료 유형(Data Type)에 대해서 정확하게 알고 있는 것이 정말, 진짜로, 억수로, 무지막지하게 중요합니다.  가장 기본이 되는 것이라서 정확하게 숙지를 하고 있어야 합니다. 


파이썬의 자료 구조, 변수 유형에는 수(Number), 문자열(String), 리스트(List), 튜플(Tuple), 사전(Dictionary)의 5가지 유형이 있습니다.  이번 포스팅에서는 수(Number)와 문자열(String)을 먼저 살펴보겠습니다. 



[ 파이썬의 자료/변수 유형 (Python's 5 Data Types, Variable Types) ]





 (1) 수 (Numbers)

: 정수(integer), 실수(real number), 복소수 (complex number)


먼저 수 (Number) 인데요, 더 세부적으로 구분해보자면 파이썬이 지원하는 수에는 정수(Integer), 실수(Real Number), 복소수(Complex Nuber) 의 3가지가 있습니다.


(1-1) 정수 (Integer)


파이썬은 메모리가 허용하는 선에서 무한대의 정수를 사용할 수 있습니다.  

type() 함수로 자료유형을 확인할 수 있습니다. 


#%% (1) Numbers # (1-1) int : signed integers


In [1]: num_int = 100


In [2]: type(num_int)

Out[2]: int 




참고로, 파이썬이 제공하는 수에 대한 산술 연산자(arithmetic operators)에는 아래의 7가지가 있습니다.  연산자(operator) 기호는 기억해두면 편할텐데요, 나누기(division), 나눗셈의 몫(floor division), 나눗셈의 나머지(modulus) 가 항상 헷갈립니다. ^^;


연산자 (operator)

 설명

예 

 +

 더하기 (addition)

 5 + 2 = 7

 -

 빼기 (subtraction)

5 - 2 = 3 

 곱하기 (multiplication)

5 * 2 = 10

 /

나누기 (division) 

 5 / 2 = 2.5

 //

나눗셈의 몫 (floor division) 

 5 // 2 = 2

 %

나눗셈의 나머지 (modulus) 

5 % 2 = 1 

 **

지수 (exponent) 

5 ** 2 = 25



파이썬은 수를 2진수, 8진수, 16진수로 변환할 수 있는 함수를 제공합니다. 참고로, 컴퓨터가 정보를 처리하는 가장 단위가 '0'과 '1'로 구성된 비트(bit) 이고, 비트가 8개 모여서 바이트(byte)가 되는데요, 1 바이트로는 0 ~ 255 (2^8 -1 개) 개의 수를 표현할 수 있습니다.


아래 표에 10진수 10을 각 2진수, 8진수, 16진수로 변환해 보았습니다.


진법별로 변환해주는 함수 (function)

 접두사 (prefix)

예 

2진수(Binary number)로 변환: bin()

 0b

In [26]: bin(10)

Out[26]: '0b1010'

8진수(Octal number)로 변환: oct()

 0o

 In [27]: oct(10)

Out[27]: '0o12'

 16진수(Hexadecimal number)로 변환: hex()

 0x

 In [28]: hex(10)

Out[28]: '0xa'



(1-2) 실수 (Real Number): 부동 소수형


파이썬은 실수를 지원하기 위해 소수점이 있는 부동 소수형(floating point real values)을 제공합니다. 



# (1-2) float : floating point arithmetic

In [3]: num_float = 12.345


In [4]: type(num_float)

Out[4]: float 




파이썬이 정수는 메모리가 허용하는 한 무한대로 저장, 처리할 수 있다고 했는데요, 부동 소수형은 저장공간을 효율적으로 사용하기 위해 8 바이트만 사용해서 소수를 저장, 표현하므로 정도밀에 한계가 있습니다. 부동 소수형 수를 가지고 계산을 하다보면 끝자리 수가 미묘하게 예상했던 것과 다른 결과가 나오는 경우가 있으므로 정밀한 계산을 요구하는 경우에는 주의를 해야 합니다. 


수학에서 가장 많이 사용되는 무리수, 무한소수인 원주율(ratio of circumference of circle to its diameter ""

3.141592653589793238462...)과 자연상수(The mathematical constant "e", 2.71828182845904523536...)를 파이썬의 math 모듈을 사용해서 표현해 보겠습니다. 부동 소수형으로 표현되어 자리 수가 제한되어 있음을 확인할 수 있습니다. 



In [5]: import math


In [6]: math.pi

Out[6]: 3.141592653589793


In [7]: math.e

Out[7]: 2.718281828459045 




(1-3) 복소수 (Complex Number): 실수(Real Number) + 허수(Imaginary Number: j)


복소수는 실수(real number)와 허수(imaginary number, i)로 구성된 수입니다. 고등학교 때 배워서 기억이 좀 가물가물할 수도 있는데요, (a, b는 실수, i는 허수) 형태로 표현하고, 이때 허수 i 는 인 수입니다. 


파이썬에서는 허수를 i로 표기하는 대신에 j 로 표기합니다. 



# (1-4) complex : complex numbers

In [8]: num_complex = 3 + 0.45j


In [9]: type(num_complex)

Out[9]: complex


In [10]: num_complex.real

Out[10]: 3.0


In [11]: num_complex.imag

Out[11]: 0.45




복소수도 산술연산을 할 수 있는데요, 아래에 덧셈(+) 연산 예를 들어보았습니다. 



In [12]: num_complex_2 = num_complex + (1 + 2j)


In [13]: num_complex_2

Out[13]: (4+2.45j)

 

# delete number objects

In [14]: del num_int, num_float, num_complex, num_complex_2





 (2) 문자열 (String) 


(2-1) 문자열 생성 : ' ', " ", ''' ''', """ """


파이썬이 제공하는 자료형의 두번째로는 문자들이 가지런히 늘어서 있는 집합인 문자열(String)이 있습니다. 작은 따옴표('xx')나 큰 따옴표 ("xx")로 감싸서 표현합니다.



In [14]: str_1 = 'Hello World'


In [15]: str_1

Out[24]: 'Hello World'


In [16]: type(str_1)

Out[16]: str 




줄을 바꾸어서 여러개의 줄로 문자열을 표현해야 하는 경우에는 작은 따옴표 3개('''xx''') 또는 큰 따옴표 3개(""xx""")를 이용해서 표현합니다. 가령, 여러 줄의 SQL query를 DB connect해서 사용하는 경우에 작은 따옴표 3개를 사용하면 되겠습니다.



In [17]: mysql_Query = """SELECT var1, count(*) as cnt

    ...: FROM mytable

    ...: WHERE var1 = 'aaa'

    ...: GROUP BY var1

    ...: ORDER BY var1"""


In [18]: mysql_Query

Out[18]: "SELECT var1, count(*) as cnt\n FROM mytable\n WHERE var1 = 'aaa'\n GROUP BY var1\n ORDER BY var1"

 



(2-2) 문자열 분리 (slicing of a string) : [ ], [ : ]


문자열은 순서열(sequence) 형식으로서 [ ], [ : ] 와 같은 슬라이싱 연산자(slice operator) 를 사용해서 문자열의 일부분을 분리할 수 있습니다. R 사용하다가 파이썬의 슬라이싱 사용하려면 R과 파이썬이 슬라이싱 시작하는 위치, 끝나는 위치가 달라서 무척 헷갈립니다. ^^;


'Hello World' 문자열을 가지고 Python 으로 슬라이싱 하는 것과 동일한 결과를 얻기 위해서 R 로 subset() 함수를 사용해서 문자열 분리하는 예를 아래에 비교해보았습니다.


Python 

 

In [19]: a = 'Hello World'


In [20]: print(a)

Hello World


 > # subset of string using R

> a <- c('Hello World')

> a

[1] "Hello World"

# [] and [:] : slice operator with indexes starting at 0

# in the beginning of the string

In [21]: a[1]

Out[21]: 'e'


> substr(a, 2, 2)

[1] "e" 
 

In [22]: a[1:4]

Out[22]: 'ell'


 > substr(a, 2, 4)

[1] "ell"

 

In [23]: a[1:]

Out[23]: 'ello World'


 > substr(a, 2, nchar(str))

[1] "ello World"

 

In [24]: a[10]

Out[24]: 'd'


# final character of a string : string[-1]

In [25]: a[-1]

Out[25]: 'd'


> substr(a, 11, 11)

[1] "d"


 > substr(a, nchar(str), nchar(str))

[1] "d"


Python의 경우 string[-1] 이면 제일 마지막 위치에서 첫번째 문자를 슬라이싱 해오며, string[-2]이면 제일 마지막에서 두번째 문자를 슬라이싱 해옵니다. (R에서 indexing 할 때 '-1'을 사용하면 첫번째 객체를 삭제해버립니다. 완전 당황하는 수가 있어요. 겪어본 사람은 알지요... ㅋㅋ)



[ 문자열 슬라이싱의 시작과 끝 위치: Python vs. R 비교 ]




(2-3) 문자열 합치기 (concatenation of two strings) : +



# plus (+) sign: the string concatenation operator

In [26]: a + ' I Love You'

Out[26]: 'Hello World I Love You'

 




(2-4) 문자열 반복하기 (repetition of a string): *



# asterisk(*) : the repetition operator

In [27]: a*2

Out[27]: 'Hello WorldHello World'

 



다음번 포스팅에서는 문자열(string)이 자체적으로 가지고 있는 함수인 다양한 메소드(methods)에 대해서 알아보겠습니다.


많은 도움이 되었기를 바랍니다.

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Posted by R Friend R_Friend