파이썬 프로그래밍 이해와 활용

▶파이썬의 역사:

파이썬(Python)은 1980년대 후반에 네덜란드의 프로그래머인 귀도 반 로섬(Guido van Rossum)이 개발하기 시작한 프로그래밍 언어입니다. 1991년에 첫 번째 버전이 공개되었으며, 이후 다양한 기능이 추가되고 발전해 왔습니다. 파이썬은 ABC 언어에서 영감을 받았는데, ABC 언어의 장점을 유지하면서도 복잡한 작업을 수행할 수 있는 언어로 개발되었습니다. 초기 목표는 읽기 쉽고, 배우기 쉬우며, 코드 유지보수에 강점을 가진 언어를 만드는 것이었습니다.

파이썬이라는 이름은 몬티 파이썬의 코미디 쇼인 **“Monty Python’s Flying Circus”**에서 유래했으며, 이로 인해 파이썬은 다른 언어에 비해 친숙하고 유머러스한 측면을 가지기도 했습니다. 현재는 오픈 소스 커뮤니티가 주도하는 프로젝트로서, 파이썬 소프트웨어 재단(Python Software Foundation)이 관리를 하고 있습니다. 최근에는 데이터 과학, 인공지능, 웹 개발, 자동화 스크립트 등 다양한 분야에서 널리 사용되고 있습니다.

▶파이썬 로고 from.unsplash

▶파이썬의 장점:

간결함과 가독성: 파이썬의 가장 큰 장점 중 하나는 매우 간결한 문법을 가지고 있다는 점입니다. 다른 프로그래밍 언어에 비해 코드를 작성하는 데 필요한 코드 라인이 적고, 가독성이 뛰어나기 때문에 초보자도 쉽게 배울 수 있습니다. 들여 쓰기를 통해 코드 블록을 구분하는 방식은 코드의 가독성을 높이고 유지보수 작업을 용이하게 합니다.

▶광범위한 라이브러리: 파이썬은 방대한 표준 라이브러리를 제공합니다. 이 라이브러리에는 파일 입출력, 정규 표현식, 네트워크 프로그래밍, 데이터베이스 연결 등 다양한 기능이 포함되어 있어, 외부 라이브러리를 설치하지 않고도 많은 작업을 수행할 수 있습니다. 또한, 데이터 과학, 머신러닝, 웹 개발 등에 특화된 외부 라이브러리들도 풍부하게 존재하여 여러 분야에서 활용될 수 있습니다.

▶다양한 플랫폼 지원: 파이썬은 운영체제에 구애받지 않고 다양한 플랫폼에서 동작합니다. Windows, macOS, Linux 등 주요 운영체제에서 실행이 가능하며, 이식성이 뛰어나 동일한 코드가 여러 플랫폼에서 동작하는 것을 보장합니다.

▶대화형 개발 환경: 파이썬은 대화형 인터프리터를 제공하기 때문에 사용자는 코드를 한 줄씩 실행하며 그 결과를 즉시 확인할 수 있습니다. 이를 통해 코드 테스트와 디버깅 작업이 매우 용이해지며, 빠르게 피드백을 받을 수 있어 개발 시간을 단축시킵니다.

▶커뮤니티와 문서화: 파이썬은 방대한 사용자 커뮤니티를 보유하고 있으며, 다양한 문서화와 튜토리얼이 제공되고 있습니다. 이는 초보자와 숙련된 개발자 모두에게 큰 도움이 되며, 문제가 발생했을 때 빠른 해결책을 찾을 수 있도록 돕습니다.

▶다재다능성: 파이썬은 웹 개발(Django, Flask), 데이터 과학(Pandas, Numpy, Scikit-learn), 머신러닝(TensorFlow, PyTorch), 자동화 스크립트, 게임 개발(Pygame) 등 다양한 분야에서 사용될 수 있는 범용 프로그래밍 언어입니다.

파이썬과 다른 언어들과의 차이점:

▶동적 타이핑 vs. 정적 타이핑: 파이썬은 동적 타이핑(dynamic typing) 언어입니다. 이는 변수의 타입을 명시적으로 선언할 필요가 없고, 실행 시간에 타입이 결정된다는 의미입니다. 예를 들어, x = 10으로 변수를 선언하면 파이썬은 자동으로 x를 정수로 간주합니다. 반면, 자바나 C++과 같은 정적 타이핑(static typing) 언어는 변수를 선언할 때 데이터 타입을 명시적으로 지정해야 합니다. 동적 타이핑은 코드 작성이 간단해지지만, 런타임 오류가 발생할 가능성이 있으며, 이러한 특성으로 인해 대규모 프로젝트에서는 타입 검사 도구를 사용하기도 합니다.

▶간결한 문법: C, C++, 자바와 같은 언어에 비해 파이썬은 매우 간결한 문법을 자랑합니다. 중괄호 {} 대신 들여쓰기를 사용해 코드 블록을 구분하며, 세미콜론 ;을 사용하지 않아 코드가 훨씬 깔끔하게 보입니다. 예를 들어, 자바에서는 간단한 출력문도 여러 줄의 코드를 필요로 하지만, 파이썬에서는 print("Hello, World!") 한 줄로 동일한 작업을 수행할 수 있습니다.

▶인터프리터 방식 vs. 컴파일러 방식: 파이썬은 인터프리터 언어입니다. 이는 코드를 작성한 후 실행할 때 바로 인터프리터가 코드를 한 줄씩 해석하여 실행한다는 의미입니다. 반면, C나 자바 같은 언어는 먼저 코드를 컴파일하여 기계어로 변환한 후 실행합니다. 인터프리터 방식은 개발과 디버깅이 쉽고 빠르지만, 컴파일러 방식보다 속도가 느릴 수 있습니다. 다만, 파이썬은 PyPy와 같은 JIT(Just-In-Time) 컴파일러를 통해 성능을 개선할 수 있습니다.

▶멀티 패러다임 언어: 파이썬은 객체 지향 프로그래밍(Object-Oriented Programming)을 지원하는 동시에 함수형 프로그래밍(Functional Programming)도 지원합니다. 예를 들어, 파이썬은 객체지향적으로 클래스와 객체를 다룰 수 있으며, 람다 함수와 고차 함수(map, filter, reduce 등)를 사용한 함수형 프로그래밍도 가능합니다. 반면에 자바와 같은 언어는 객체 지향 프로그래밍에 초점을 맞춘 언어입니다.

▶메모리 관리: 파이썬은 자동 메모리 관리 기능을 제공합니다. 파이썬의 가비지 컬렉터(Garbage Collector)가 자동으로 사용하지 않는 메모리를 해제해 주기 때문에 개발자가 직접 메모리 관리를 할 필요가 없습니다. 반면, C와 같은 언어에서는 개발자가 직접 메모리 할당과 해제를 해야 하므로 더 복잡한 메모리 관리 작업이 요구됩니다.

▶단점과 활용:파이썬 프로그램언어는 일반 C언어보다 10~350배 정도 정도 느립니다. 프로그램 언어는 대부분 '쉽게 사용할 수 있다'는 성질과 '빠르다'는 성질이 반비례합니다. 파이썬은 쉽게 사용할 수 있는 대신 느리고 C언어는 어려운 대신 빠릅니다. 그래서 일반적으로 거대한 게임을 만들 때는 C , C++, C# 등의 프로그래밍 언어를 사용합니다. 하지만  최근에는 컴퓨터 성능이 좋아져서 게임 등과 같이 연산이 많이 필요한 프로그램이 아니라면 프로그래밍 언어의 속도 차이를 크게 느낄 수 없습니다. 따라서 사용할 수 있는 프로그래밍언어 (파이썬, 자바스크립트 등)가 인기를 끌고 있습니다.

머신러닝, 딥러닝처럼 고정적인 연산을 많이 하는 프로그램은 전체적인 프로그램을 파이썬으로 만들고, 고정적인 부분만 C언어로 만들어 활용하기도 합니다. 게임처럼 연산을 많이 하는 프로그램, 성능이 좋지 않은 컴퓨터를 사용할 수밖에 없는 프로그램(소형장치)을 제외하면 파이썬으로 모든 것을 할 수 있습니다. 

 

▶파이썬의 주요 키워드들:

def: 함수 정의에 사용됩니다. 예를 들어, def my_function():는 my_function이라는 함수를 정의하는 코드입니다.

class: 클래스 정의에 사용됩니다. 예를 들어, class MyClass:는 MyClass라는 클래스를 정의합니다.

if, elif, else: 조건문을 작성할 때 사용됩니다. 예를 들어, if x > 5:는 x가 5보다 클 때 실행되는 코드를 작성하는 것입니다.

for, while: 반복문을 작성할 때 사용됩니다. for i in range(10):은 0부터 9까지의 숫자를 반복하는 코드입니다.

try, except, finally: 예외 처리를 위해 사용됩니다. 예를 들어, try: ... except:... 구문을 통해 오류가 발생했을 때의 동작을 정의할 수 있습니다.

import: 외부 모듈을 가져올 때 사용됩니다. 예를 들어, import math는 수학 관련 함수를 제공하는 math 모듈을 가져옵니다.

with: 자원을 자동으로 해제하는 컨텍스트 관리자를 정의할 때 사용됩니다. 예를 들어, with open("file.txt") as f:는 파일을 열고, 사용 후 자동으로 닫습니다.

lambda: 익명 함수를 정의할 때 사용됩니다. 예를 들어, lambda x: x + 1은 입력값에 1을 더하는 익명 함수입니다.

yield: 제너레이터를 생성할 때 사용됩니다. 함수가 값을 반환한 후에도 상태를 유지하고 다시 호출될 때 계속 실행할 수 있습니다.

global, nonlocal: 변수의 범위를 명시할 때 사용됩니다. global은 전역 변수를, nonlocal은 상위 함수의 변수를 사용하도록 지시합니다.

이러한 키워드는 파이썬의 문법적 구조와 프로그래밍 방식을 이해하는 데 중요한 역할을 합니다. 

http://www.itdaily.kr/news/articleView.html?idxno=225936

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참조:혼자 공부하는 파이썬.

저자:윤인성.

출판사:한빛미디어.