점프 투 파이썬 04 파이썬의 입출력 (함수, *args, kwargs, 변수의 범위, lambda, input 함수, print 함수, 파일 생성/읽기/쓰기, with문, sys 모듈 사용하기)

4-1 함수

함수란 무엇인가

• 입력값을 가지고 어떤 일을 수행한 후 그 결과물을 내어 놓는 것

함수를 사용하는 이유는 무엇일까?

• 반복적으로 사용되는 가치 있는 부분을 한 뭉치로 묶어 ‘어떤 입력값을 주었을 때 어떤 결과값을 리턴해 준다’라는 식의 함수로 작성한다.
• 프로그램을 기능 단위의 함수로 분리해 놓으면 프로그램 흐름을 일목 요연하게 볼 수 있다.

파이썬 함수의 구조

• def: 함수를 만들 때 사용하는 예약어
• 함수명 : 임의로 만들 수 있음
• 매개변수: 함수에 입력으로 전달되는 값을 받는 변수
• return : 함수의 결과값을 리턴하는 명령

def 함수명(매개변수):
	수행할 문장1
	수행할 문장2
...

def add(a,b):
	return a+b 

-------------------

>>> def add(a,b):
...     return a+b
...
>>> a=3
>>> b=4
>>> c=add(a,b)
>>> print(c)
7

매개변수와 인수

• 매개변수(parameter) : 함수에 입력으로 전달된 값을 받는 변수
• 인수(arguments) : 함수를 호출할 때 전달하는 입력값

def add(a,b): #a,b는 매개변수
	return a+b  

print(add(3,4)) # 3,4 는 인수

입력값과 리턴값에 따른 함수의 형태

함수는 입력값과 리턴값의 존재 유무에 따라 4가지 유형으로 나뉜다.

일반적인 함수

• 입력값 O, 리턴값 O

#함수 정의
def 함수명(매개변수):
	수행할 문장
...
	return 리턴값

#함수 사용
리턴값_받을변수 = 함수명(입력인수, 입력인수 ,,,)

>>> def add(a,b):
...     result = a+b
...     return result
...
>>> a=add(3,4)
>>> print(a)
7

입력값이 없는 함수

• 입력값 X, 리턴값 O

>>> def say():
...     return 'Hi'
...
>>> a=say()
>>> print(a)
Hi

#함수 사용
리턴값_받을변수 = 함수명( )

리턴값이 없는 함수

• 입력값 O, 리턴값 X

>>> def add(a,b):
...     print("%d, %d의 합은 %d입니다." %(a,b,a+b))
...
>>> add(3,4)
3, 4의 합은 7입니다.

#함수 사용
함수명(입력인수, 입력인수 ,,,)

입력값도, 리턴값도 없는 함수

• 입력값 X, 리턴값 X

>>> def say():
...     print('Hi')
...
>>> say()
Hi

#함수 사용
함수명()

매개변수를 지정하여 호출하기

• 순서에 상관없이 사용할 수 있음

>>> def sub(a,b):
...     return a-b
...
>>> result = sub(a=7,b=3)
>>> print(result)
4

>>> result=sub(b=5, a=3)
>>> print(result)
-2

입력값이 몇 개가 될지 모를 때는 어떻게 해야 할까?

def 함수명(*매개변수):
	수행할 문장
	...

#여러 개의 입력값을 받는 함수 만들기
>>> def add_many(*args):
...     result = 0
...     for i in args:
...             result = result +i
...     return result
...
>>> result = add_many(1,2,3)
>>> print(result)
6
>>> result = add_many(1,2,3,4,5,6,7,8,9,10)
>>> print(result)
55

------
# *args 매개변수와 추가 매개변수 사용
>>> def add_mul(choice, *args):
...     if choice=="add":
...             result = 0
...             for i in args:
...                     result = result +i
...     elif choice=="mul":
...             result=1
...             for i in args:
...                     result = result *i
...     return result
...
>>> result = add_mul('add',1,2,3,4,5)
>>> print(result)
15
>>> result = add_mul('mul',1,2,3,4,5)
>>> print(result)
120

키워드 매개변수, kwargs

• 매개변수 앞에 **를 붙이면 그 매개변수는 딕셔너리가 되고, key=value 형태의 입력값이 그 딕셔너리에 저장된다.

>>> def print_kwargs(**kwargs):
...     print(kwargs)
...
>>> print_kwargs(a=1)
{'a': 1}
>>> print_kwargs(name='foo',age=3)
{'name': 'foo', 'age': 3}

함수의 리턴값은 언제나 하나이다

>>> def add_and_mul(a,b):
...     return a+b, a*b
...

#리턴값은 2개가 아니라 언제나 1개임
#튜플값 하나인 (a+b, a*b)로 리턴됨
>>> result = add_and_mul(3,4)
>>> print(result)
(7, 12)

#하나의 튜플값을 2개로 분리하여 받기
>>> result1,result2 =add_and_mul(3,4)
>>> print(result1, result2)
7 12

>>> def add_and_mul(a,b):
...     return a+b #값을 리턴 후 함수를 빠져나감
...     return a*b 
...

#리턴문을 만나면 값을 돌려준 후 함수를 빠져나감
>>> result = add_and_mul(2,3)
>>> print(result)
5

매개변수에 초깃값 미리 설정하기

#매개변수(man)에 초기값을 미리 설정
def say_myself(name, age, man=True):
        print("나의 이름은 %s입니다." % name)
        print("나이는 %d살입니다" % age)
        if man:
                print("남자입니다.")
        else:
                print("여자입니다.")

say_myself("박응용",27)
say_myself("박응용",27, True)
say_myself("박응용",27, False)

• 초기값이 없는 매개변수(age)는 초기값이 있는 매개변수(man) 뒤에 사용할 수 없다
• 초기화 하고 싶은 매개변수는 항상 뒤쪽에 놓아야 함

def say_myself(name, man=True, age):
        print("나의 이름은 %s입니다." % name)
        print("나이는 %d살입니다" % age)
        if man:
                print("남자입니다.")
        else:
                print("여자입니다.")

#오류발생
say_myself("박응용",27)
SyntaxError: parameter without a default follows parameter with a default

함수 안에서 선언한 변수의 효력 범위

• 함수 안에서 사용하는 매개변수는 함수 밖의 변수명과 전혀 상관없음
• 함수 안에서 선언한 매개변수는 함수 안에서만 사용될 뿐, 함수 밖에서는 사용되지 않음

a=1
def vartest(a):  
    a=a+1

vartest(a) #매개변수 a는 함수만의 변수
print(a) #함수 밖의 a와는 상관 없음

함수 안에서 함수 밖의 변수를 변경하는 방법

• return 사용하기

vartest 함수 안의 a 매개변수와 함수 밖의 a는 다른 것이지만, 함수의 리턴값을 변수에 대입하여 변경할 수 있음

a=1
def vartest(a):  
    a=a+1
		return a

a= vartest(a) #함수의 리턴값을 함수 밖 a에 대입
print(a) 

• global 명령어 사용하기

외부 변수에 종속적인 함수는 좋은 함수가 아님

되도록 global 명령어를 사용하는 방법은 피해야 함

a=1
def vartest():
    global a  #함수 안에서 함수 밖의 a변수를 직접 사용하겠다는 뜻
    a=a+1

vartest() 
print(a) #출력 2

lambda 예약어

• 함수를 생성할 때 사용하는 예약어, def와 동일한 역할을 함
• 보통 함수를 한줄로 간결하게 만들 때 사용함
• def를 사용해야 할 정도로 복잡하지 않거나, def를 사용할 수 없는 곳에서 주로 쓰임
• lambda로 만든 함수는 return명령어가 없어도 표현식의 결과값을 리턴함

함수명 = lambda 매개변수1, 매개변수2, .. : 매개변수를_이용한_표현식

>>> add = lambda a, b : a+b
>>> result = add(3,4)
>>> print(result)
7

 

4-2 사용자 입출력

사용자 입력 활용하기

input 사용하기

• input은 사용자가 키보드로 입력한 모든 것을 문자열로 저장함

>>> a=input()
Life is too short, you need python
>>> a
'Life is too short, you need python'

프롬프트를 띄워 사용자 입력받기

• input( ) 괄호 안에 안내 문구를 입력하여 프롬프트를 띄움
• input은 입력되는 모든 것을 문자열로 취급하기 때문에 number는 문자열임(숫자x)

>>> number = input("숫자를 입력하세요: ")
숫자를 입력하세요: 3
>>> print(number)
3
>>> type(number)
<class 'str'>

print 자세히 알기

큰따옴표로 둘러싸인 문자열은 + 연산과 동일

>>> print("Life" "is" "short")
Lifeisshort
>>> print("Life"+"is"+"short")
Lifeisshort

문자열 띄어쓰기는 쉼표로 한다

>>> print("Life","is","short")
Life is short

한줄에 결과값 출력하기

• 매개변수 end를 사용해 끝 문자를 지정
• end 매개변수의 초기값은 줄바꿈(\n)문자임

>>> for i in range(10):
...     print(i,end=' ')
...
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 >>>

 

4-3 파일 읽고 쓰기

파일 생성하기

• open 함수 : 파이썬 내장 함수
  • r : 읽기 모드 (파일을 읽기만 할 때 사용함)
  • w : 쓰기 모드 (파일에 내용을 쓸 때 사용함)
  • a : 추가모드 (파일의 마지막에 새로운 내용을 추가할 때 사용함)

파일_객체 = open(파일명, 파일열기모드)
f=open("새파일.txt",'w')
f.close()

#쓰기모드로 파일을 열면
#파일이 이미 존재할 때 : 기존 내용 사라짐
#파일이 존재하지 않으면 : 새로운 파일 생성됨

#경로설정
f=open("C:/doit/새파일.txt",'w')
f.close() #쓰기모드로 열었던 파일을 닫지 않고 다시 사용하려고 하면 오류 발생
					#직접 닫아주는 것이 좋음

파일을 쓰기 모드로 열어 내용 쓰기

f=open("C:/python/새파일.txt",'w')
for i in range(1,11):
    data = "%d번째 줄입니다.\\n" %i
    f.write(data)
f.close()

파일을 읽는 여러 가지 방법

• readline 함수 이용하기
  • 한 줄씩 읽어 출력할 때 줄 끝에 \n 문자가 있으므로 빈줄도 같이 출력됨

#파일의 첫 번째 줄 읽어서 출력
f=open("새파일.txt", 'r')
line = f.readline() 
print(line)
f.close()

#파일의 모든 줄 읽어서 출력
f=open("새파일.txt", 'r')
while True:
    line = f.readline() 
    if not line : break
    print(line)
f.close()

• readlines 함수 사용하기
  • 파일의 모든 줄을 읽어서, 각 줄을 요소로 가지는 리스트를 리턴함

f=open("새파일.txt", 'r')
lines = f.readlines()
for line in lines :
    print(line)
f.close()

#줄바꿈 문자를 제거
f=open("새파일.txt", 'r')
lines = f.readlines()
for line in lines :
    line = line.strip() #줄 끝의 줄바꿈 문자를 제거
		print(line)
f.close()

• read 함수 사용하기
  • 파일의 내용 전체를 문자열로 리턴함

f=open("새파일.txt", 'r')
data = f.read()
print(data)
f.close()

• 파일 객체를 for문과 함께 사용하기
  • 파일 객체는 for문과 함께 사용하여 파일을 줄 단위로 읽을 수 있음

f=open("새파일.txt", 'r')
for line in f:
	print(line)
f.close()

파일에 새로운 내용 추가하기

• 파일을 추가모드(’a’)로 열어야 한다(값을 유지하면서 새로운 값만 추가하는 경우)
• 쓰기모드(’w’)로 이미 존재하는 파일을 열면 내용이 모두 사라지게 됨

f=open("새파일.txt", 'a') #추가모드로 열어야 함
for i in range(11,20):
    data = "%d번째 줄입니다.\\n" % i
    f.write(data)
f.close()

with문과 함께 사용하기

• with문: with블록을 벗어나는 순간, 열린 파일 객체가 자동으로 닫힘

with open("foo.txt", "w") as f:
    f.write("Life is too short, ou need python")

 

4-4 프로그램의 입출력

sys 모듈 사용하기

import sys

#sys모듈의 argv : 프로그램 실행 시 전달된 인수
args = sys.argv[1:]
for i in args:
    print(i)

------명령 프롬프트에서------
C:\\python\\0227>python sys1.py aaa bbb ccc #프로그램 실행 시 인수 전달
aaa
bbb
ccc

import sys

#sys모듈의 argv : 프로그램 실행 시 전달된 인수
args = sys.argv[1:]
for i in args:
    print(i.upper(), end=' ')

------명령 프롬프트에서------
C:\\python\\0227>python sys2.py Life is too short, you need python
LIFE IS TOO SHORT, YOU NEED PYTHON

---

되새김 문제

#1. 홀수 짝수 판별하기
#주어진 자연수가 홀수인지 짝수인지 판별해주는 함수 is_odd 작성하기 
#(홀수면 True, 짝수면 False 리턴)
number = int(input("자연수를 입력해주세요 : "))
def is_odd(number):
    if number%2==1 :
        return True
    else: 
        return False
print(is_odd(number))

#람다와 조건부 표현식으로 간단히 하기
# 함수명 = lamda 매개변수 : 표현식
is_odd = lambda x : True if x%2==1 else False

#2. 모든 입력값의 평균값 구하기
#입력으로 들어오는 모든 수의 평균값을 계산하는 함수 작성하기 (입력 개수는 정해져있지 않음)
def avg_numbers(*args): #입력 개수에 상관없이 사용하기 위함
    result=0
    for i in args:
        result += i
    return result/len(args)
print(avg_numbers(1,2))
print(avg_numbers(1,2,3,4,5))

#3. 프로그램 오류 수정1
input1 = input("첫 번째 숫자를 입력하세요 : ")
input2 = input("두 번째 숫자를 입력하세요 : ")
total = input1 + input2
print("두 수의 합은 %s입니다" %total)

"""결과
첫 번째 숫자를 입력하세요 : 5
두 번째 숫자를 입력하세요 : 5
두 수의 합은 55입니다
"""

#수정한 코드
input1 = int(input("첫 번째 숫자를 입력하세요 : "))
input2 = int(input("두 번째 숫자를 입력하세요 : "))
total = input1 + input2
print("두 수의 합은 %d입니다" %total)

"""결과
첫 번째 숫자를 입력하세요 : 5
두 번째 숫자를 입력하세요 : 5
두 수의 합은 10입니다
"""

#4. 출력 결과가 다른 것은? 
#3번은 띄어쓰기 됨
print("you" "need" "python")
print("you" + "need" + "python")
print("you", "need", "python") #쉼표가 있는 경우 공백 삽입됨
print("".join(["you","need", "python"]))

"""
youneedpython
youneedpython
you need python
youneedpython
"""

#5. 프로그램 수정하기
#Life is too short를 출력하도록 수정
f1 = open("test.txt",'w')
f1.write("Life is too short")

f2 = open("test.txt",'r')
print(f2.read())

#수정한 코드
f1 = open("test.txt",'w')
f1.write("Life is too short")
f1.close() #쓰기모드로 작성한 파일은 닫아줘야 이후 오류없이 사용 가능 

f2 = open("test.txt",'r')
print(f2.read())

#혹은 with문 사용(close를 명시할 필요 없음)
with open("test.txt",'w') as f1:
	f1.write("Life is too short")
with openopen("test.txt",'r') as f2:
	print(f2.read())

#6. 사용자 입력 저장하기
#사용자의 입력을 파일(test.txt)에 저장하는 프로그램 작성하기
#단, 재실행 시 기존에 작성한 내용을 유지하고 새로 입력한 내용을 추가해야 함
user_input = input("저장할 내용을 입력하세요: ")
f=open('test.txt','a') #내용 추가하기 위해 'a' 사용
f.write(user_input)
f.write("\\n") # 입력한 내용을 줄 단위로 구분하기 위해 줄바꿈 문자 삽입
f.close()

#7. 파일의 문자열 바꾸기
#java라는 문자열을 python으로 바꾸어 저장하기
"""
Life is too short
you need java
"""

f=open('test.txt','r')
body = f.read()
f.close()

body = body.replace('java','python')
f=open('test.txt','w') #쓰기모드로 열기
f.write(body)
f.close()

#8. 입력값을 모두 더해 출력하기
#실행할 때 입력값을 모두 더해 출력하는 스크립트 작성하기 
import sys
numbers= sys.argv[1:]

result = 0
for number in numbers: 
    result += int(number)
print(result)