Python은 불린(bool), 정수(int), 실수(float), 문자열(str) 등의 기본 자료형과 리스트(list), 튜플(tuple), 딕셔너리(dictionary), 집합(set) 등의 컨테이너 자료형 등을 제공한다. 다음은 기본자료형을 생성하고 그 자료형을 type(x)를 통해 알아낸 예이다.
>>> isCheck = True # True or False
>>> type(isCheck)
<class 'bool'>
>>> a = 12
>>> type(a)
<class 'int'>
>>> f = 12.3
>>> type(f)
<class 'float'>
>>> s = 'Hello'
>>> type(s)
<class 'str'>
bool 형은 미리정의된 상수 True, False 만을 가질수 있다. 수치자료형인 int와 float는 사칙연산이 가능하다.
>>> a = 1
>>> b = 3
>>> c=a+b
문자열(str)은 작은 따옴표나 큰 따옴표로 둘러싸면 되는데 다음과 같은 4가지 방법으로 정의한다.
>>> movie = 'World War Z'
>>> movie = "World War Z"
>>> movie = '''World War Z'''
>>> movie = """World War Z"""
만약 문자열내에 ‘ 또는 “ 가 있을 다른 종률의 따옴표로 둘러싸면 된다.
>>> sentense = "It's fine"
>>> sentese = '"I like the word "good"'
따옴표 세개인 것은 multiline으로 문자열을 정의할 때 주로 사용된다.
>>> sentense = """Jane is good.
Paul is bad"""
물론 C/C++ 처럼 이스케이프 코드로 정의할 수도 있다.
>>> sentese = 'It\'s fine'
Python에서는 C/C++의 문자(character)라는 자료형이 존재하지 않으며 문자열로만 취급하는 점에 주의해야 한다. 문자열에는 +와 *연산자를 적용할 수 있으며, []로 인덱싱과 슬라이싱이가능하다. 또한 문자열 조작함수가 존재한다. + 연산은 concatenation이다.
>>> head = "Python"
>>> tail = " is fun!"
>>> head + tail
'Python is fun!'
# script.py
print("=" * 50)
print("My Program")
print("=" * 50)
> python script.py
==================================================
My Program
==================================================
[] 연산자로 인덱싱이 가능하다. 이때 인덱스는 0부터 시작하고 –는 제일 뒤쪽에서의 인덱스로 처리한다. 즉, -1은 제일 뒤, -2는 뒤에서 두번재 요소를 가르킨다. :기호로 범위를 지정할 수도 있다.
>>> s = 'Python uses zero-based index'
>>> s[0]
'P'
>>> s[1]
'y'
>>> s[-1]
'x'
>>> s[-2]
'e'
>>> s[7:11]
'uses'
>>> s[7:-1]
'uses zero-based inde'
>>> s[7:]
'uses zero-based index'
주의할 점은 인덱싱이나 슬라이싱 된 부분을 L-value로 사용하여 값을 넣을 수 없다는 점이다.
>>> s[1] = 'T' # Error
>>> s[1:3] = 'As' # Error
문자열의 포맷팅는 % 기호를 사용하고, C언어의 printf() 함수의 %s, %f, %d 등의 포맷팅 지시자를 사용한다.
>>> "I have %d apples" % 3
'I have 3 apples'
만약 여러 개를 포맷팅할 때는 () 기호롤 튜플로 만들어 주면 된다.
>>> 'X = %d, y = %f\n' %(1.2,3.1)
'X = 1, y = 3.100000\n'
보통 문자열 포맷팅은 print() 문을 사용할 때 같이 사용한다.
print('X = %d, y = %f\n' %(1.2,3.1))
문자열 조작함수로는 count(), find(), rfind(), index(), rindex(), replace(), join(), split(), lstrip(), rstrip(), strip(), upper(), lower() 등이 있다. 이들 함수는 모두 일반 함수가 아닌 문자열의 메쏘드이다. count(s)는 주어진 문자열의 개수를, find(s)는 최초 찾은 문자열의 위치를 리턴한다. rfind(s)는 뒤에서부터 찾는다. index(s), rindex(s)는 find(s)와 rfind(s)와 동일하지만 찾지 못할 때는 ValueError를 이르킨다.
>>> names = 'John Elis Python Elis Mike'
>>> names.count('Elis')
2
>>> names.find('Elis')
5
>>> names.rfind('Elis')
17
count(s), find(s), rfind(s), index(s), rindex(s) 등의 함수는 시작과 끝단의 범위를 지정할 수도 있다.
>>> names.find('Elis',10)
17
>>> names.find('Elis',10,24)
17
replace(old,new)는 찾아바꾸기를 수행한다.
>>> names = 'John Elis Python Elis Mike'
>>> names.replace('Elis','Jane')
'John Jane Python Jane Mike'
replace(old,new,count)로 바꾸기 회수 count를 지정할 수 있다.
>>> names = 'John Elis Python Elis Mike'
>>> names.replace('Elis','Jane',1)
'John Jane Python Elis Mike'
split()는 white space로 문자열을 분리하여 string list로 변경한다. split(sep)를 사용하면 sep 로 구분하여 분리한다.
>>> name = 'John Python Elis Mike'
>>> name.split()
['John', 'Python', 'Elis', 'Mike']
>>> name = 'John\tPython\n Elis Mike'
>>> name.split()
['John', 'Python', 'Elis', 'Mike']
위의 예처럼 split()으로 사용할 때 공백문자는 ‘ ‘, ‘\t’, ‘\n’, ‘\r’ 중 하나이면 된다. 반면에 split(sep)으로 호출할 때는 주어진 sep과 일치하는 것으로만 분리가능하다.
>>> name = 'John Python, Elis, Mike'
>>> name.split(',')
['John Python', ' Elis', ' Mike']
join(iterable)은 인자로 주어진 iteration이 가능한 객체(문자열, 리스트, 튜플 등)를 자신으로 이어서 새로운 문자열을 만들어 준다.
>>> a = ['Mike','John']
>>> '-'.join(a)
'Mike-John'
>>> b = 'Mike'
>>> '-'.join(b)
'M-i-k-e'
iterable이라는 것은 인덱스를 통한 연산이 가능하는 의미이다. 위에서 문자열로 이루어진 리스트, 또는 문자열 그 자체를 이어줌을 알 수 있다. 다음은 ,로 구분되는 숫자데이터를 읽은 전형적이 코드이다.
이외에 주로 사용하는 함수로는 왼쪽공백을 제거해 주는 lstrip(), 오른쪽 공백을 제거하는 rstrip(), 양쪽 공백을 제거나는 strip(), 대문자 또는 소문자로 변경해주는 upper(), lower() 등이 있다.
>>> line = ' This is test '
>>> line.rstrip()
' This is test'
>>> s = "What's this?"
>>> s.upper()
"WHAT'S THIS?"
>>> s.lower()
"what's this?"
기본 자료형들은 자신들의 이름인 bool, int, float, str으로 형변환이 가능하다.
>>> bool('True')
True
>>> bool('True')
True
>>> bool(1)
True
>>> bool(0)
False
>>> bool(-1)
True
>>> str(12)
'12'
>>> float('12.3')
12.3
Python에서 제공하는 컨테이너로는 list, tuple, dict, set 등이 있다. 이중 list와 tuple은 순차컨테이너(또는 sequence)이고, dict와 set은 연관컨테이너이다.
list는 C++ STL의 vector나 list와 동등하다. Python에는 배열이 없는데 list가 그 역할을 대신한다. C++ STL의 vector나 list과 다른 점은 저장하는 요소의 자료형이 동일한 자료형일 필요가 없다는 점이다.>>> x = [1,'ones', 1.2]
>>> type(x)
<class 'list'>
>>> x[0]
1
>>> x[1]
'ones'
tuple은 읽기전용 list이다.>>> y = (1,2,'one')
>>> y[0]
1
>>> y[2]
'one'
>>> type(y)
<class 'tuple'>
dict는 C++ STL의 map과 동등하다. 즉, <Key, Value>의 쌍으로 구성된 자료형이다. C++ STL의 map과 다른 점은 Key나 Value의 자료형이 동일자료형일 필요가 없다는 것이다.>>> dic = {'name':'pey', 'phone':'0119993323', 'birth': '1118'}
>>> dic[‘name’]
>>> dic = {1:'pey',1.2:'good', 'test':5}
set은 각각 C++ STL의 set과 동일하다. 즉, 순서없이 저장하는 배열이다. 이 또한 C++ STL set과 달리 동일한 자료형일 필요가 없다.Shallow copy Python에서 기본자료형은 deep copy가 적용되지만, 컨테이너에서 전체가 아닌 요소를 변경할 때는 shallow copy를 적용한다는 점에 주의해야 한다.
a = 1
b = a
a = 2
print(a,b)
a = [1,2,3]
b = a
a = [10, 11]
print(a,b)
# 아래는 shallow copy 적용
a = [1,2,3]
b = a
b[1] = 10
print(a,b)
타 프로그래밍 언어처럼 if, for, while 등의 제어구문이 있다.
if a>0:
print(a)
else:
print(a)
Python에서 함수는 def function(a,…): 형태로 정의한다.
def add(a,b):
return a+b
def printSomething(a,b,c):
print(a,b,c)
def printLogo():
print('logo text ...')
c=add(a,b)
printSomething(1,2,3)
printLogo()
위에서 add(a,b)는 리턴값이 있는 함수이고, printSomething()과 printLogo()는 없다. printLogo() 처럼 인자가 없을 수도 있다. 여러 값을 리턴할 때는 튜플로 리턴한다. 값을 받을 때는 한 개의 변수로 받을 수도 있고 unpack 기능을 이용해 리턴값으로 튜플을 모아도 된다.
def computeProps(n,p,q):
...
return (a,b,c)
r = computeProps(...)
r[0]
(a,b,c) = computeProps(...) # upack 이용
디폴트 인자의 지정역시 간단하게 할 수 있다.
def computeIgIcr(n,b,h,Ast,dt,Asc,dc,opt='exact'):
…
Ig = computeIg(n,b,h,h,Ast,dt,Asc,dt)
또는
Ig = computeIg(n,b,h,h,Ast,dt,Asc,dt,’appr’)
Python의 클래스는 class 키워드를 이용해 선언할 수 있다. 다음은 가장 간단하게 정의한 예이다. 다음과 같은 형식을 지닌다.
class Simple:
pass
위와 같이 정의한 후 객체를 생성한 후 멤버변수를 추가할 수도 있다.
>>> a = Simple()
>>> a.name = 'Jane'
>>> a.phone = '123-456-7890'
다음은 보다 일반적인 사용법을 예시한 것이다.
class Account:
numOfAccount = 0
def __init__(self,name):
self.name = name;
self.balances = 0
Account.numOfAccount += 1
def withdraw(self,value):
self.balances -= value
return self.balances
def deposit(self,value):
self.balances += value
return self.balances
def __del__(self):
Account.numOfAccount -= 0
>>> a1 = Account('John')
>>> a1.deposit(10)
10
>>> a1.withdraw(2)
8
>>> print(a1.balances)
8
>>> a2 = Account('Jane')
>>> print('no of Account : ',Account.numOfAccount)
2
Account 클래스는 클래스 단위로 정의한 변수(클래스 변수, C++의 static variable과 동일)인 numOfAccount와 name, balances라는 인스턴스 변수(C++의 멤버변수)와 생성자 init(), 소멸자 del(), 일반 메쏘드 withdraw(), deposit() 등을 정의하고 있다. self라는 인자는 C++ 클래스 정의시 생략되는 this 포인터와 같은 역할을 한다. 또한 Python에서는 기본적으로 멤버와 메쏘드가 public 속성을 지닌다. 만약 private으로 하고싶을 때는 두개의 밑줄 _ _로 시작하도록 이름을 정의하면 된다. 메쏘드에 self 인자가 없는 경우는 C++의 static member와 동일하다. 이 함수에서는 클래스 멤버 변수를 조작하거나 단순히 namespace를 사용하는 함수처럼 사용해야 한다.
class Account:
numOfAccount = 0
...
def makeZero(number):
Account.numOfAccount = number
Python의 클래스에서도 상속(inheritance)과 가상함수 등을 지원한다. 다음은 간단한 예이다.
class Element:
def __init__(self,id):
self.id = id
self.nodeIds = []
def computeStiffness(self):
print('Element::computeStiffness')
def printElement(self):
print('id : %d'%self.id)
class Q4Element(Element):
def __init__(self,id,nodeIds):
super().__init__(id) # or Element.__init__(self,id)
self.nodeIds = nodeIds
def computeStiffness(self):
print('Q4Element::computeStiffness')
>>> e = Q4Element(1,[1,2,3])
>>> e.printElement()
id : 1
>>> e.computeStiffness()
Q4Element::computeStiffness
위에서 부모클래스의 생성자인 __init__()를 호출하는 방법을 두가지이다. super().__init__(id) 등과 같이 self를 사용하는 방법과 Element.__init__(self,id)와 같이 클래스 이름을 사용하고 메쏘드에 self를 사용하는 방법이 있다. 이러한 방법을 일반 메쏘드에서도 성립한다. 또한 이름이 같은 메쏘드가 가상함수가 된다.