python_notes/파이썬 15-1.라이브러리(import)와 표준 모듈.ipynb

{"nbformat":4,"nbformat_minor":0,"metadata":{"colab":{"provenance":[],"toc_visible":true,"authorship_tag":"ABX9TyMYrX6gHe38wP87ChKF37II"},"kernelspec":{"name":"python3","display_name":"Python 3"},"language_info":{"name":"python"}},"cells":[{"cell_type":"markdown","source":["#22036의 Python 시험대비 교재\n","* 이 교재는 여러 수준의 독자를 위해 제작되었습니다\n","* 오류나 지적사항, 건의사항은 카톡이나 [여기로](https://forms.gle/cLfQGtNjQmg2hAjm7) 문의해주세요\n","* 이해가 가지 않는 부분이나 추가 설명(추가 예시라던가 예제라던가)이 필요하시면 마찬가지로 문의해주세요\n","* '~~알고리즘 정리해주세요' '풀이방법 정리해주세요' 같은 요구사항도 마찬가지로\n","* 피드백 적극 반영합니다\n","* ~~문의좀 해줘요 자습하기싫어~~"],"metadata":{"id":"SLoCnBoATnMH"}},{"cell_type":"markdown","source":["# 모듈"],"metadata":{"id":"gLP6728GW8xC"}},{"cell_type":"markdown","source":["모듈은 Python의 definition과 statement들을을 담고 있는 파일입니다. 파일 이름은 확장자 `.py`가 추가된 모듈 이름입니다. 예를 들어, `mymodule.py`라는 모듈이 있다면 `import` 문을 사용하여 다른 파이썬 파일에서 가져올 수 있습니다."],"metadata":{"id":"ob7xEDkfh7f_"}},{"cell_type":"markdown","source":["## 모듈 임포트"],"metadata":{"id":"ugBcQQQPiat5"}},{"cell_type":"markdown","source":["`import` 문을 사용하여 파이썬 스크립트에 모듈을 가져올 수 있습니다. 모듈을 가져오는 구문은 다음과 같습니다:\n","```python\n","import module_name\n","```\n","여기서 `module_name`은 가져오려는 모듈의 이름입니다. 모듈을 가져온 후, 점(.) 표기법을 사용하여 해당 모듈의 함수와 변수에 액세스할 수 있습니다. 예를 들어, `mymodule`이라는 모듈에 `my_function`이라는 함수가 있다면, 다음과 같이 액세스할 수 있습니다:\n","```python\n","import mymodule\n","\n","mymodule.my_function()\n","```"],"metadata":{"id":"m31930uDih1a"}},{"cell_type":"markdown","source":["## 모듈에서 특정 함수를 갖고오기"],"metadata":{"id":"UQXCxX4_i5BW"}},{"cell_type":"markdown","source":["다음 구문을 사용하여 모듈에서 특정 함수를 가져올 수도 있습니다:\n","```python\n","from module_name import function_name\n","```\n","여기서 `module_name`은 가져올 모듈의 이름이며, `function_name`은 가져올 함수의 이름입니다. 함수를 가져온 후, 모듈 이름을 사용하지 않고 직접 함수를 사용할 수 있습니다. 예를 들어, `mymodule`이라는 모듈에 `my_function`이라는 함수가 있다면, 다음과 같이 가져와 사용할 수 있습니다:\n","```python\n","from mymodule import my_function\n","\n","my_function()\n","```"],"metadata":{"id":"lL2_pcmCi8-B"}},{"cell_type":"markdown","source":["## 모듈 또는 함수 이름 변경하기"],"metadata":{"id":"Fe246oI9jf8-"}},{"cell_type":"markdown","source":["`as` 키워드를 사용하여 모듈 또는 함수 이름을 가져올 때 이름을 변경할 수도 있습니다. 모듈 또는 함수 이름이 너무 길거나 다른 모듈 또는 함수와 이름 충돌이 발생하는 경우 유용합니다. 다음은 예시입니다:\n","```python\n","import mymodule as mm\n","\n","mm.my_function()\n","```\n","이 예시에서는 `mymodule`을 `mm`으로 이름을 변경하였습니다. 이제 `mymodule` 대신 `mm`을 사용하여 해당 모듈의 함수에 액세스할 수 있습니다.\n","\n","마찬가지로, 함수를 가져올 때 다음과 같이 이름을 변경할 수 있습니다:\n","```python\n","from mymodule import my_function as mf\n","\n","mf()\n","```\n","여기서는, `my_function`을 `mf`로 변경하였습니다.\n","\n","이 기능을 다음과 같이 많이 사용합니다 ~얘내는 국룰임~:\n","```python\n","import numpy as np\n","import matplotlib.pyplot as plt\n","```"],"metadata":{"id":"4xkJsZUOjiXD"}},{"cell_type":"markdown","source":["## 모듈의 모든 함수를 갖고오기\n","\n","만약 모듈에서 모든 함수를 가져오고 싶다면, 다음과 같은 형식을 사용할 수 있습니다.\n","```python\n","from module_name import *\n","```\n","여기서 별표`*` 기호는 \"모두 가져오기\"를 의미합니다. 하지만 이 구문을 사용하는 것은 이름 충돌이 발생할 수 있으며 코드를 읽고 이해하기 어렵게 만들 수 있기 때문에 일반적으로 권장되지 않습니다. 대신, 이전에 논의한 구문을 사용하여 필요한 함수만 가져오는 것이 좋습니다."],"metadata":{"id":"t0KysxyHm6aW"}},{"cell_type":"markdown","source":["# math 모듈\n","\n","Python의 math 라이브러리는 말 그대로 수학과 관련된 함수를 지원합니다.\n","\n","~딱히 설명할 것도 없습니다~\n","\n","자세한 것은 [Python 문서의 math모듈](https://docs.python.org/ko/3/library/math.html)을 참고하십시오."],"metadata":{"id":"TjORRxYRND6k"}},{"cell_type":"code","source":["import math\n","\n","print(math.sin(1))\n","\n","print(math.cos(1))\n","\n","print(math.tan(1))\n","\n","print(math.floor(3.141592))\n","\n","print(math.ceil(3.141592))"],"metadata":{"colab":{"base_uri":"https://localhost:8080/"},"id":"xeFFU-jpNYyU","executionInfo":{"status":"ok","timestamp":1686482918950,"user_tz":-540,"elapsed":3,"user":{"displayName":"박진재","userId":"13496824967263428254"}},"outputId":"54580abd-c38b-4b79-f4a2-c2a458beadf5"},"execution_count":null,"outputs":[{"output_type":"stream","name":"stdout","text":["0.8414709848078965\n","0.5403023058681398\n","1.5574077246549023\n","3\n","4\n"]}]},{"cell_type":"code","source":["# math.함수 치기 귀찮으니까 from으로 함수 가져오기\n","from math import sin, cos, tan, floor, ceil\n","\n","print(sin(1))\n","\n","print(cos(1))\n","\n","print(tan(1))\n","\n","print(floor(3.141592))\n","\n","print(ceil(3.141592))"],"metadata":{"colab":{"base_uri":"https://localhost:8080/"},"id":"hDH2SH9fNzre","executionInfo":{"status":"ok","timestamp":1686483082946,"user_tz":-540,"elapsed":3,"user":{"displayName":"박진재","userId":"13496824967263428254"}},"outputId":"0ff40d6d-22a1-4129-c3d2-71f86aa1c1a5"},"execution_count":null,"outputs":[{"output_type":"stream","name":"stdout","text":["0.8414709848078965\n","0.5403023058681398\n","1.5574077246549023\n","3\n","4\n"]}]},{"cell_type":"markdown","source":["# `random` 모듈\n","`random` 라이브러리는 파이썬 내장 모듈로, 무작위 숫자, 무작위 선택, 무작위 시퀀스를 생성하는 다양한 함수 모음을 제공합니다. 이 모듈은 시뮬레이션, 암호학, 게임 등 다양한 응용 분야에서 널리 사용됩니다."],"metadata":{"id":"vCz3rDWyoDxt"}},{"cell_type":"markdown","source":["## `random` 모듈 가져오기\n","Python 스크립트에서 `random` 라이브러리를 사용하려면, `import` 문을 사용하여 라이브러리를 가져와야 합니다.\n","```python\n","import random\n","```\n","`random` 라이브러리를 가져왔으면, 이제 해당 라이브러리의 함수와 메소드를 사용하여 무작위 수 및 시퀀스를 생성할 수 있습니다."],"metadata":{"id":"x3DGWJOQq3Yr"}},{"cell_type":"markdown","source":["## 랜덤 숫자 생성\n","`random` 라이브러리는 다양한 유형의 무작위 숫자를 생성하는 몇 가지 함수를 제공합니다. 다음은 가장 일반적으로 사용되는 일부 함수입니다:"],"metadata":{"id":"vtm-O6QnrOIu"}},{"cell_type":"markdown","source":["### `random()`\n","`random()` 함수는 0부터 1까지(0은 포함되지만 1은 포함되지 않는) 무작위 실수를 반환합니다:"],"metadata":{"id":"HMzgET7mrYJK"}},{"cell_type":"code","source":["import random\n","\n","x = random.random()\n","print(x)"],"metadata":{"colab":{"base_uri":"https://localhost:8080/"},"id":"JfCGGUPFrhfM","executionInfo":{"status":"ok","timestamp":1679461076202,"user_tz":-540,"elapsed":5,"user":{"displayName":"박진재","userId":"13496824967263428254"}},"outputId":"bca1f687-2574-4070-fabe-0ac68b59e750"},"execution_count":null,"outputs":[{"output_type":"stream","name":"stdout","text":["0.4676394518685555\n"]}]},{"cell_type":"markdown","source":["### `randint()`\n","`randint(a, b)` 함수는 `a`부터 `b`까지(둘 다 포함) 무작위 정수를 반환합니다:"],"metadata":{"id":"hKhpImfor7D7"}},{"cell_type":"code","source":["import random\n","\n","x = random.randint(1, 10)\n","print(x)"],"metadata":{"colab":{"base_uri":"https://localhost:8080/"},"id":"Aw948GLCsHU2","executionInfo":{"status":"ok","timestamp":1679461219750,"user_tz":-540,"elapsed":3,"user":{"displayName":"박진재","userId":"13496824967263428254"}},"outputId":"b059538b-a6bc-4657-cb67-67111dc16c86"},"execution_count":null,"outputs":[{"output_type":"stream","name":"stdout","text":["5\n"]}]},{"cell_type":"markdown","source":["### `randrange()`\n","`randrange(start, stop, step)` 함수는 `start`, `stop`, `step` 인수로 생성된 범위에서 무작위로 선택된 요소를 반환합니다:"],"metadata":{"id":"RciFxfjIsO9w"}},{"cell_type":"code","source":["import random\n","\n","x = random.randrange(0, 101, 10)\n","print(x)"],"metadata":{"colab":{"base_uri":"https://localhost:8080/"},"id":"z0H2Mz4htQwy","executionInfo":{"status":"ok","timestamp":1679461522771,"user_tz":-540,"elapsed":2,"user":{"displayName":"박진재","userId":"13496824967263428254"}},"outputId":"5ae49068-abde-4b53-a649-a18d6e44d871"},"execution_count":null,"outputs":[{"output_type":"stream","name":"stdout","text":["60\n"]}]},{"cell_type":"markdown","source":["### `uniform()`\n","`uniform(a, b)` 함수는 `a`부터 `b`까지(`a`는 포함되지만 `b`는 포함되지 않는) 무작위 실수를 반환합니다:"],"metadata":{"id":"J6K7NsBDtZ8m"}},{"cell_type":"code","source":["import random\n","\n","x = random.uniform(0, 5)\n","print(x)"],"metadata":{"colab":{"base_uri":"https://localhost:8080/"},"id":"KE3bqL4Fv0cc","executionInfo":{"status":"ok","timestamp":1679462204539,"user_tz":-540,"elapsed":3,"user":{"displayName":"박진재","userId":"13496824967263428254"}},"outputId":"84c79a2c-6ea2-44fb-d3db-30410cd7979e"},"execution_count":null,"outputs":[{"output_type":"stream","name":"stdout","text":["1.5842657889830032\n"]}]},{"cell_type":"markdown","source":["## 랜덤 시퀀스 생성\n","`random` 라이브러리는 다양한 유형의 무작위 시퀀스를 생성하는 몇 가지 함수를 제공합니다. 다음은 가장 일반적으로 사용되는 일부 함수입니다:"],"metadata":{"id":"6NGAz0tawLoK"}},{"cell_type":"markdown","source":["### `choice()`\n","`choice(seq)` 함수는 비어 있지 않은 시퀀스 seq에서 무작위 요소를 반환합니다:"],"metadata":{"id":"wX8bDuBkwjp3"}},{"cell_type":"code","source":["import random\n","\n","my_list = [1, 2, 3, 4, 5]\n","x = random.choice(my_list)\n","print(x)"],"metadata":{"colab":{"base_uri":"https://localhost:8080/"},"id":"YFzah4dlwomt","executionInfo":{"status":"ok","timestamp":1679462409719,"user_tz":-540,"elapsed":453,"user":{"displayName":"박진재","userId":"13496824967263428254"}},"outputId":"14df573d-2784-442e-e59f-7687f85ec498"},"execution_count":null,"outputs":[{"output_type":"stream","name":"stdout","text":["4\n"]}]},{"cell_type":"markdown","source":["### `shuffle()`\n","`shuffle(seq)` 함수는 변경 가능한 시퀀스 `seq`의 요소를 임의로 섞습니다:"],"metadata":{"id":"0HOFTg8sw1BD"}},{"cell_type":"code","source":["import random\n","\n","my_list = [1, 2, 3, 4, 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3)\n","print(x)"],"metadata":{"colab":{"base_uri":"https://localhost:8080/"},"id":"5XZxNQ-kxILc","executionInfo":{"status":"ok","timestamp":1679462533567,"user_tz":-540,"elapsed":5,"user":{"displayName":"박진재","userId":"13496824967263428254"}},"outputId":"7b035b5b-9d86-46fc-d8f1-c11deea2098a"},"execution_count":null,"outputs":[{"output_type":"stream","name":"stdout","text":["[1, 3, 2]\n"]}]},{"cell_type":"markdown","source":["## 랜덤 시드 설정\n","기본적으로 `random` 라이브러리는 무작위 수 생성기의 시드로 현재 시스템 시간을 사용합니다. 그러나 `seed(a=None)` 함수를 사용하여 명시적으로 시드를 설정할 수 있습니다:"],"metadata":{"id":"4ff60cAOxQTa"}},{"cell_type":"code","source":["import random\n","\n","random.seed(42)\n","x = random.random()\n","print(x)"],"metadata":{"colab":{"base_uri":"https://localhost:8080/"},"id":"P8Io0NzexYT_","executionInfo":{"status":"ok","timestamp":1679462601564,"user_tz":-540,"elapsed":3,"user":{"displayName":"박진재","userId":"13496824967263428254"}},"outputId":"3ba22c6b-ba17-4875-85a7-151302eadf7e"},"execution_count":null,"outputs":[{"output_type":"stream","name":"stdout","text":["0.6394267984578837\n"]}]},{"cell_type":"markdown","source":["※ 시드란?\n","\n","컴퓨터 과학에서, 시드는 난수 생성기 또는 다른 결정론적 알고리즘의 입력값으로 사용되어 보이는 난수의 수열을 생성하는 초기값입니다. 같은 시드는 항상 같은 수열을 생성하므로 재현 가능한 결과를 얻을 수 있습니다."],"metadata":{"id":"U3Sx07SKy-UC"}},{"cell_type":"markdown","source":["# os 모듈\n","\n","Python의 os 모듈은 운영 체제와 상호 작용하기 위한 다양한 기능을 제공합니다. 파일 및 디렉터리 관리, 프로세스 관리, 환경 변수 등과 관련된 다양한 작업을 수행할 수 있습니다."],"metadata":{"id":"5XB63gLBOr3t"}},{"cell_type":"markdown","source":["## os 모듈 가져오기\n","os 모듈을 사용하기 전에 Python 스크립트로 가져와야 합니다. 다음 코드로 os 모듈을 가져올 수 있습니다.\n","\n","```python\n","import os\n","```"],"metadata":{"id":"DDOJ1-QIVbFL"}},{"cell_type":"markdown","source":["## 파일 및 디렉토리 작업\n","\n","os 모듈은 파일과 디렉토리 작업을 위한 함수를 제공합니다. 일반적으로 사용되는 일부 기능은 다음과 같습니다.\n","\n","~시험엔 거의 안나와요~\n","\n","* **`os.name`**: 현재 운영체제\n","* **`os.getcwd()`**: 현재 작업 디렉토리를 문자열로 반환합니다.\n","* `os.chdir(경로`): 현재 작업 디렉토리를 지정된 경로로 변경합니다.\n","* `os.listdir(경로)`: 지정된 경로에 있는 파일 및 디렉토리 목록을 반환합니다.\n","* **`os.mkdir(경로)`**: 지정된 경로로 디렉토리를 생성합니다.\n","* `os.makedirs(경로)`: 디렉토리를 재귀적으로 생성하여 필요한 모든 중간 디렉토리를 생성합니다.\n","* **`os.remove(경로)`**: 지정된 경로에서 파일을 제거합니다.\n","* **`os.rmdir(경로)`**: 지정된 경로에서 빈 디렉토리를 제거합니다.\n","* `os.removedirs(경로)`: 디렉터리를 재귀적으로 제거하여 빈 중간 디렉터리를 모두 제거합니다.\n","* **`os.rename(원천, 대상)`**: 원천 경로에서 대상 경로로 파일 또는 디렉토리의 이름을 바꿉니다.\n","* `os.path.exists(경로)`: 지정된 경로가 존재하면 True를, 그렇지 않으면 False를 반환합니다.\n","* `os.path.isfile(경로)`: 지정된 경로가 파일이면 True를 반환하고 그렇지 않으면 False를 반환합니다.\n","* `os.path.isdir(경로)`: 지정된 경로가 디렉토리이면 True를 반환하고 그렇지 않으면 False를 반환합니다."],"metadata":{"id":"8XYx_qJKXYq7"}},{"cell_type":"code","source":["import os\n","\n","# 간단한 정보 출력\n","print(\"현재 운영체제:\", os.name)\n","print(\"현재 폴더:\", os.getcwd())\n","print(\"현재 폴더 내부의 요소:\", os.listdir())\n","\n","# 디렉토리(폴더) 만들고 지우기\n","os.mkdir(\"hello\")\n","print(\"현재 폴더 내부의 요소:\", os.listdir())\n","os.rmdir(\"hello\")\n","print(\"현재 폴더 내부의 요소:\", os.listdir())\n","\n","# 파일 만들고 이름바꿨다가 지우기\n","with open(\"original.txt\", \"w\") as file:\n","    file.write(\"hello\")\n","print(\"현재 폴더 내부의 요소:\", os.listdir())\n","os.rename(\"original.txt\", \"new.txt\")\n","print(\"현재 폴더 내부의 요소:\", os.listdir())\n","os.remove(\"new.txt\")\n","print(\"현재 폴더 내부의 요소:\", os.listdir())\n","\n","# 시스템 명령어 사용\n","os.system(\"dir\")\n","# ↑Windows 환경에서는 명령 프롬프트에 dir를 입력했을 때와 같은 결과가 나옴\n","# Colab 환경이 Windows가 아니라서 0나옵니다"],"metadata":{"colab":{"base_uri":"https://localhost:8080/"},"id":"mwSrRInASo2Q","executionInfo":{"status":"ok","timestamp":1686568202528,"user_tz":-540,"elapsed":472,"user":{"displayName":"박진재","userId":"13496824967263428254"}},"outputId":"85167711-9037-48f2-a864-953c830d66e8"},"execution_count":null,"outputs":[{"output_type":"stream","name":"stdout","text":["현재 운영체제: posix\n","현재 폴더: /content\n","현재 폴더 내부의 요소: ['.config', 'sample_data']\n","현재 폴더 내부의 요소: ['.config', 'hello', 'sample_data']\n","현재 폴더 내부의 요소: ['.config', 'sample_data']\n","현재 폴더 내부의 요소: ['.config', 'original.txt', 'sample_data']\n","현재 폴더 내부의 요소: ['.config', 'new.txt', 'sample_data']\n","현재 폴더 내부의 요소: ['.config', 'sample_data']\n"]},{"output_type":"execute_result","data":{"text/plain":["0"]},"metadata":{},"execution_count":3}]},{"cell_type":"code","source":["import os\n","\n","with open(\"original.txt\", \"w\") as file:\n","    file.write(\"hello\")\n","\n","output = os.listdir(\".\")\n","\n","print(\"os.listdir():\", output)\n","print()\n","\n","print(\"# 폴더와 파일 구분하기\")\n","for path in output:\n","    if os.path.isdir(path):\n","        print(\"폴더:\", path)\n","    else:\n","        print(\"파일:\", path)"],"metadata":{"colab":{"base_uri":"https://localhost:8080/"},"id":"tdhNSvv8Tqel","executionInfo":{"status":"ok","timestamp":1686568382917,"user_tz":-540,"elapsed":362,"user":{"displayName":"박진재","userId":"13496824967263428254"}},"outputId":"9f504bf8-70f4-4415-9c0e-d2b016949171"},"execution_count":null,"outputs":[{"output_type":"stream","name":"stdout","text":["os.listdir(): ['.config', 'original.txt', 'sample_data']\n","\n","# 폴더와 파일 구분하기\n","폴더: .config\n","파일: original.txt\n","폴더: sample_data\n"]}]},{"cell_type":"code","source":["import os\n","\n","# 디렉토리 내의 모든 파일 출력하기\n","\n","def read_folder(path):\n","    # 폴더 요소 읽어들이기\n","    output = os.listdir(path)\n","    # 폴더 요소 구분하기\n","    for item in output:\n","        # 디렉토리(폴더)면 계속 들어가기\n","        if os.path.isdir(item):\n","            read_folder(item)\n","        # 파일 출력\n","        else:\n","            print(\"파일:\", item)\n","\n","\n","read_folder(\".\")"],"metadata":{"colab":{"base_uri":"https://localhost:8080/"},"id":"1irkSBBQT4ud","executionInfo":{"status":"ok","timestamp":1686568407863,"user_tz":-540,"elapsed":3,"user":{"displayName":"박진재","userId":"13496824967263428254"}},"outputId":"29a00864-8ae7-4773-e74f-0b98dd123175"},"execution_count":null,"outputs":[{"output_type":"stream","name":"stdout","text":["파일: config_sentinel\n","파일: .last_opt_in_prompt.yaml\n","파일: .last_update_check.json\n","파일: .last_survey_prompt.yaml\n","파일: configurations\n","파일: gce\n","파일: logs\n","파일: active_config\n","파일: original.txt\n","파일: anscombe.json\n","파일: README.md\n","파일: california_housing_test.csv\n","파일: california_housing_train.csv\n","파일: mnist_train_small.csv\n","파일: mnist_test.csv\n"]}]},{"cell_type":"markdown","source":["# datetime 모듈\n","주로 현재 시간을 불러올 때 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