내장 함수와 외장 함수

내장 함수 (Built-in Functions)

내장 함수란?

내장 함수는 파이썬이 기본적으로 제공하는 함수다.
별도의 import 없이 바로 사용할 수 있다.
제공되는 종류가 매우 많으며,
기본적인 프로그래밍 작업을 쉽게 할 수 있도록 도와준다.

이전의 게시글들에서 이미 내장 함수를 사용해봤는데,
기존에 사용하던 출력을 위한 print()나,
입력을 위한 input()이나,
형변환을 위한 str() 등이
모두 내장 함수에 속한다.

내장 함수 종류

# 절댓값 구하기 - abs
print("=========== abs ============")
print(abs(-7)) # 출력 : 7

# 컬렉션의 참/거짓 구하기 - all
# 컬렉션은 리스트, 튜플, 문자열, 딕셔너리, 집합 등이 해당한다.
# 컬렉션의 데이터가 모두 참이어야지 True를 반환한다.
# 컬렉션이 비어있어도 True를 반환한다.
print("=========== all ============")
print(all([1, 2, 3])) # 출력 : True
print(all([1, 0, 1])) # 출력 : False, 0이 거짓이다.
print(all(['A', '', 'B'])) # 출력 : False, ''이 거짓이다.
print(all([])) # 출력 : True, 컬렉션이 비어있으면 True를 반환한다.

# 컬렉션의 참/거짓 구하기 - any
# 컬렉션의 데이터 중 하나라도 참이면 True를 반환한다.
#   => 모두 False여야 False를 반환한다.
# 컬렉션이 비어있어도 True를 반환한다.
print("=========== any ============")
print(any([1, 2, 3])) # 출력 : True
print(any([1, 0, 1])) # 출력 : True
print(any(['A', '', 'B'])) # 출력 : True
print(any(['', '', ''])) # 출력 : False
print(any([])) # 출력 : True, 컬렉션이 비어있으면 True를 반환한다.

# 유니코드 숫자 값을 입력받아 그 코드에 해당하는 문자를 반환 - char
print("=========== char ============")
print(chr(97)) # 출력 : 'a'

# 객체가 지닌 변수나 함수 목록을 반환 - dir
print("=========== dir ============")
print(dir([1, 2, 3])) # 리스트가 사용할 수 있는 함수 목록을 반환한다.

# 몫과 나머지 한꺼번에 계산하기
print("=========== divmod ============")
print(divmod(7, 3)) # 출력 : (2, 1)
print(7 // 3) # 출력 : 2
print(7 % 3) # 출력 : 1

# 순서가 있는 컬렉션을 열거형 객체로 반환 - enumerate
# 순서가 있는 컬렉션은 리스트, 튜플, 문자열이 해당한다.
print("=========== enumerate ============")
for i, name in enumerate(['A', 'B', 'C']):
  print(f"{i} : {name}")

# 문자열로 된 계산식의 결과 반환 - eval
print("=========== eval ============")
print(eval("1 + 2")) # 출력 : 3
print(eval("'Hello' + ' ' + 'World'")) # 출력 : Hello World
print(eval("abs(-7)")) # 출력 : 7

# 조건에 맞는 데이터 걸러내기 - filter
# 인자로 넘긴 함수의 결과가 true인 데이터만 남긴다.
# 결과를 사용하려면 list 메소드를 사용하는 것이 좋다.
# 람다를 사용하는 방법도 있다.
print("=========== filter ============")
def isZero(num):
  return num == 0
# 기본 사용법
print(list(filter(isZero, [0, 1, 0, 1, 0]))) # 출력 : [0, 0, 0]
# 람다를 사용하는 경우
print(list(filter(lambda num:num==0, [0, 1, 0, 1, 0]))) # 출력 : [0, 0, 0]

# 10진수를 16진수로 형변환하기 - hex
print("=========== hex ============")
print(hex(377)) # 출력 : 0x179

# 객체의 고유 주솟값 반환 - id
# 값이 변하지 않는 불변 객체일 경우에는 주솟값이 고정되어 있다.
print("=========== id ============")
print(id(7))
print(id([1, 2, 3]))

# 입력 값 받기 - input
print("=========== input ============")
print(input("입력 받기 : ")) # 입력한 값 출력

# 문자열이나 실수를 정수로 바꾸기 - int
# 문자열일 경우에는 소수점을 사용할 수 없다.
# 소수점 뒤쪽은 버려진다.
# 인자를 하나 추가해서 몇 진수인지 나타낼 수 있다.
print("=========== int ============")
print(int('7')) # 출력 : 7
print(int(3.14)) # 출력 : 3
print(int(7.77)) # 출력 : 7
print(int('111', 2)) # 출력 : 7, 2진수 111은 10진수로 7이다.

# 해당 클래스의 인스턴스인지 확인하기 - isinstance
print("=========== isinstance ============")
class Person:
  def __init__(self):
    print("Person 인스턴스 생성")
class NotPerson:
  def __init__(self):
    print("NotPerson 인스턴스 생성")
person = Person()
not_person = NotPerson()
print(isinstance(person, Person)) # 출력 : True
print(isinstance(not_person, Person)) # 출력 : False

# 컬렉션의 길이 구하기 - len
print("=========== len ============")
print(len("Hello World")) # 출력 : 11
print(len([1, 2, 3])) # 출력 ㅣ 3
print(len([])) # 출력 : 0

# 반복 가능한 데이터를 입력받아서 리스트로 반환하기 - list
print("=========== list ============")
print(list("Hello World")) # 출력 : ['H', 'e', 'l', 'l', 'o', '', 'W', 'o', 'r', 'l', 'd']
print(list((1, 2, 3))) # 출력 : [1, 2, 3]

# 컬렉션 데이터 일괄 가공하기 - map
# 인자로 넘긴 함수의 반환 값을 수집한다.
# 결과를 사용하려면 list 메소드를 사용하는 것이 좋다.
# 람다를 사용하는 방법도 있다.
print("=========== map ============")
def x2(num):
  return num * 2
# 기본 사용법
print(list(map(x2, [1, 3, 5]))) # 출력 : [2, 6, 10]
# 람다를 사용하는 경우
print(list(map(lambda num:num*2, [1, 3, 5]))) # 출력 : [2, 6, 10]

# 컬렉션 데이터에서 가장 큰 값 반환하기 - max
print("=========== max ============")
print(max([1, 2, 3, 4, 5])) # 출력 : 5
print(max("Python")) # 출력 : 'y'

# 컬렉션 데이터에서 가장 작은 값 반환하기 - min
print("=========== min ============")
print(min([1, 2, 3, 4, 5])) # 출력 : 1
print(min("Python")) # 출력 : 'P'

# 정수를 8진수로 바꾸기 - oct
print("=========== oct ============")
print(oct(100)) # 출력 : 0o144

# 파일 객체 리턴하기 - open
# w : 쓰기 모드로 파일 열기
# r : 읽기 모드로 파일 열기
# a : 추가 모드로 파일 열기
# b : 바이너리 모드로 파일 열기
# 읽기 방법은 여러 모드를 합쳐서 사용할 수 있다.
# 읽기 방법 생략 시 기본 값 : 읽기 모드 (r)
print("=========== open ============")
# open("파일명", "rb") # 바이너리 읽기 모드

# 문자의 유니코드 숫자 값 반환 - ord
# 한글자 단위로만 가능하다.
print("=========== ord ============")
print(ord("Y")) # 출력 : 89

# x의 y 제곱한 값 반환 - pow
print("=========== pow ============")
print(pow(7, 3)) # 출력 : 343, 7의 세제곱

# 입력 받은 숫자에 따른 범위 객체 반환 - range
# range(stop) : 0 ~ (stop - 1)
# range(start, stop) : start ~ (stop - 1), 1씩 증가
# range(start, stop, step) : start ~ (stop - 1)은 동일하나 step씩 증가
print("=========== range ============")
print(list(range(5))) # 출력 : [0, 1, 2, 3, 4]
print(list(range(2, 5))) # 출력 : [2, 3, 4]
print(list(range(-1, -3))) # 출력 : [], 범위에 해당하는 값이 없음
print(list(range(0, 5, 2))) # 출력 : [0, 2, 4]
print(list(range(-1, 5, 2))) # 출력 : [-1, 1, 3]
print(list(range(-1, -5, -1))) # 출력 : [-1, -2, -3, -4], step에 음수 사

# 반올림 - round
# 소수점 몇 번째자리까지 표시할지 지정 가능
# n 지정 시 n + 1 자리에서 행
# n에는 음수도 지정할 수 있다.
# 생략 시 정수로 처리한다.
print("=========== round ============")
print(round(3.745)) # 출력 : 4
print(round(3.745, 0)) # 출력 : 4.0
print(round(3.745, 1)) # 출력 : 3.7
print(round(3.745, 2)) # 출력 : 3.75
print(round(13.745, -1)) # 출력 : 10.0

# 컬렉션 정렬하기 - sorted
# 내장 함수인 sorted는 정렬한 결과를 리스트로 반환한다.
# 리스트 자료형의 sort 함수는 원본 데이터를 정렬한다.
print("=========== sorted ============")
print(sorted([3, 1, 2])) # 출력 : [1, 2, 3]

# 문자열로 바꾸기 - str
print("=========== str ============")
print(str(3.14)) # 출력 : 3.14

# 컬렉션 데이터의 합 반환 - sum
print("=========== sum ============")
print(sum([1, 2, 3, 4, 5])) # 출력 : 15

# 반복 가능한 데이터를 입력받아서 튜플로 반환 - tuple
print("=========== tuple ============")
print(tuple("Hello World")) # 출력 : ('H', 'e', 'l', 'l', 'o', '', 'W', 'o', 'r', 'l', 'd')
print(tuple((1, 2, 3))) # 출력 : (1, 2, 3)

# 자료형 확인하기 - type
print("=========== type ============")
print(type(123)) # 출력 : <class 'int'>
print(type(3.14)) # 출력 : <class 'float'>
print(type("Hello World")) # 출력 : <class 'str'>

# 동일한 개수의 요소를 가진 컬렉션들을 묶어서 반환 - zip
# 요소의 개수가 다르다면 짧은 쪽이 기존이 된다.
#   => [1, 2, 3]과 [4, 5]일 경우 [(1, 4), (2, 5)]가 된다.
# 요소의 개수가 다른데 길이를 맞추고 싶다면 itertools.zip_longest()를 사용하면 된다.
print("=========== zip ============")
# 여러 컬렉션을 병렬적으로 처리하는 경우
names = ['철수', '영희', '민수']
scores = [90, 85, 95]
for name, score in zip(names, scores):
    print(f"{name}의 점수는 {score}점입니다.")
# 여러 컬렉션을 동시에 순회하는 경우
list1 = [1, 2, 3]
list2 = [4, 5, 6]
for a, b in zip(list1, list2):
    print(a + b)
# 딕셔너리를 만드는 경우
keys = ['key1', 'key2', 'key3']
values = ['value1', 'value2', 'value3']
my_dict = dict(zip(keys, values))
print(my_dict) # 출력 : {'key1': 'value1', 'key2': 'value2', 'key3': 'value3'}

외장 함수 (External Functions)

외장 함수는 파이썬 표준 라이브러리나
외부 라이브러리에 포함된 함수다.
내장 함수와 달리 사용하기 전에
import를 통해 모듈이나 패키지를 가져와야 사용할 수 있다.

모듈에 대해 공부하기 위해 사용했던 sys가 여기에 해당한다.

자주 사용하는 외장 함수

• datetime
  • 사용 용도
    • 날짜와 시간 처리
  • 예시
    • datetime.datetime.now()
      • 현재 날짜와 시간
    • datetime.date.today()
      • 오늘 날짜
    • datetime.timedelta
      • 날짜/시간의 차이 계산
• math
  • 사용 용도
    • 수학 함수 (제곱근, 삼각함수 등)
  • 예시
    • math.sqrt(x)
      • 제곱근
    • math.sin(x), math.cos(x), math.tan(x)
      • 삼각함수
    • math.pow(x, y)
      • 거듭 제곱
    • math.pi
      • 원주율
• os
  • 사용 용도
    • 운영체제 기능 제어
    • 운영체제 기능에는 파일, 디렉토리, 환경변수 등이 해당한다.
  • 예시
    • os.getcwd()
      • 현재 작업 디렉토리 반환
    • os.listdir(path)
      • 디렉토리 안 파일 목록 반환
    • os.mkdir(path)
      • 디렉토리 생성
    • os.remove(path)
      • 파일 삭제
• pickel
  • 파이썬 객체를 파일로 저장하거나 복원
• random
  • 사용 용도
    • 난수 생성 및 무작위 선택
  • 예시
    • random.random()
      • 0~1 난수 반환
    • random.randint(a, b)
      • a~b 난수 정수 반환
    • random.choice(seq)
      • 리스트 등에서 랜덤 선택
    • random.shuffle(seq)
      • 리스트 요소 무작위 섞기
• re
  • 사용 용도
    • 정규 표현식을 이용한 문자열 검색, 치환 등을 지원
  • 예시
    • re.search(pattern, string)
      • 패턴 검색
    • re.match(pattern, string)
      • 문자열 처음부터 패턴 검색
    • re.findall(pattern, string)
      • 모든 패턴 일치 결과 반환
• requests (별도 설치 필요)
  • 사용 용도
    • HTTP 요청 처리
  • 예시
    • requests.get(url)
      • HTTP GET 요청
    • requests.post(url, data)
      • HTTP POST 요청
  • 특이사항
    • 위쪽의 다른 함수와 달리 별도로 설치해야 한다.
• shut
  • 사용 용도
    • 파일과 디렉토리 복사, 이동, 삭제를 지원
  • 예시
    • shutil.copy(src, dst)
      • 파일 복사
    • shutil.move(src, dst)
      • 파일/폴더 이동
    • shutil.rmtree(path)
      • 폴더 삭제
• sys
  • 사용 용도
    • 파이썬 시스템 관련 기능
  • 예시
    • sys.argv
      • 명령줄 인수 목록 반환
    • sys.exit()
      • 프로그램 종료
    • sys.path
      • 모듈 검색 경로 반환
• tempfile
  • 사용 용도
    • 임시 파일 및 임시 디렉토리를 생성
  • 예시
    • tempfile.TemporaryFile()
      • 임시 파일 생성
    • tempfile.NamedTemporaryFile()
      • 이름이 있는 임시 파일 생성
    • tempfile.TemporaryDirectory()
      • 임시 폴더 생성
• time
  • 사용 용도
    • 시간 관련 처리
  • 예시
    • time.time()
      • 현재 시간(초 단위) 반환
    • time.sleep(seconds)
      • 프로그램 일시 정지
    • time.strftime(format, t)
      • 시간 포맷팅

내장 라이브러리와 외장 라이브러리

라이브러리(Library)란?

• 다양한 함수, 클래스, 모듈을 모아둔 코드 모음집
• 구조나 형태에 대한 제한이 없다.

모듈, 패키지, 라이브러리

앞서 설명한 외장 함수의 경우에
import를 통해서 별도의 모듈을 불러와서
함수를 사용하는 것을 알 수 있다.

그렇다면 여기서 모듈과 패키지에 대해서 다시 알아보자.
모듈은 1개의 파일이다.
그리고 패키지는 디렉터리 구조를 가지는 모듈의 모음이다.

그럼 여기서 드는 의문점은
“라이브러리는 모듈인가 패키지인가?”다.
정답은 “둘 다 해당한다.”이다.

왜냐하면 라이브러리의 정의를 다시 확인해보면
구조나 형태에 대한 제한이 없다는 것이다.
즉, 모듈 1개만 있어도 라이브러리가 될 수 있고
디렉터리 구조를 가지고 있어도 라이브러리가 될 수 있다.

예시를 들어보자.
모듈 중에서 math나 sys의 경우에는 1개의 파일에 작성되어 있다.
이 경우에는 모듈형 라이브러리에 해당한다.
os나 http의 경우에는 패키지로 구성되어 있다.
이 경우에는 패키지형 라이브러리에 속한다.

내장 라이브러리 (Built-in Library)

math나 sys는
파이썬을 설치할 때 함께 설치되는
내장 모듈이다.

import로 불러와야 하는 것 뿐이지
결국 파이썬을 설치하면
별도의 설치 없이도 사용할 수 있다.

이러한 라이브러리들을 내장 라이브러리라고 한다.

외장 라이브러리 (External Library)

request는
파이썬을 설치할 때 함께 설치되지 않는다.

이러한 별도의 라이브러리들은
pip라는 것을 통해서 따로 설치를 해줘야 한다.

이러한 라이브러리들을 외장 라이브러리라고 한다.

pip (Python Package Installer)

pip는 파이썬의 외장 라이브러리를 설치/관리하는 프로그램이다.
파이썬 3.4 이상 설치 시 기본으로 함께 설치된다.
pip를 통해 설치한 라이브러리는
import를 통해 바로 사용할 수 있다.

파이썬 3.3 이하 설치 시 pip를 사용하려면
별도로 설치해야 한다.
다만 3.3 이하는 공식적으로 지원이 종료되었기 때문에
pip 설치 자체가 불안정할 수 있다.

만약 파이썬 3.3 이하를 사용한다면
get-pip.py 설치로 검색해서
pip를 설치하자.

pip 명령어

pip 명령어는 터미널을 통해 입력하면 된다.

• pip install 패키지명
  • 패키지 설치
• pip uninstall 패키지명
  • 패키지 삭제
• pip list
  • 설치된 패키지 목록 확인
• pip show 패키지명
  • 특정 패키지 정보 확인
• pip freeze
  • 현재 설치된 패키지 목록(버전 포함) 출력

출처

• 프로그래밍 시작하기 : 파이썬 입문 (Inflearn Original)