수업 7일차

✔ Computational Thinking

• 현실 세계의 문제를 분석하여 해결책을 찾는 과학적 사고법을 Computational Thinking이라 하며 이렇게 설계한 해결책을 컴퓨터의 명령어로 작성하는 것이 컴퓨터 프로그래밍이다.

• 구성
  - 분해 : 복잡한 문제를 작은 문제로 나눔
  - 패턴 인식 : 문제 안에서 유사성을 발견
  - 추상화 : 문제의 핵심에만 집중하고 부차적인 것은 제외
  - 알고리즘 :이렇게 정의한 문제를 해결하는 절차(일반화와 모델링은 여기에 포함)

✔ DATA

• Data 처리 과정과 기술
• 데이터의 양이 많아지면서 인간이 하는 것 보다는 컴퓨터 프로그램을 활용하는 것이 효율적이고 편견을 배제할 수 있음

데이터소스 - 수집 - 저장 - 처리 - 분석 - 표현

모델링 : 도메인 지식이 부족할 수 있다.

분석 -> 비즈니스 인사이트 도출이 메인이다.

• 컴파일러 & 인터프리터 : 인간이 고급 프로그래밍 언어(소스코드)로 작성한 것을 컴퓨터가 실행할 수 있도록 운영체제나 가상머신이 이해할 수 있는 코드로 번역해주는 프로그램

• IDE(Intergrated Development Environment)
  - 코딩, 디버그, 컴파일, 배포 등 프로그램 개발에 관련된 모든 작업을 하나의 프로그램 안에서 처리하는 환경을 제공하는 프로그램

• 컴파일러는 bin파일로 os가 이해할 수 있도록 한다. 한 번에 실행하기에 bin파일이 필요한다.

• Unix/Linux/MS Windows/Macintosh : 다 python 사용 가능한 플랫폼이다.
  - 전부 다 C 계열이다.
  - Cpython 이 좀 쓰기가 좋겠죠?
  - MS는 조금 다르기에 visual 뭐 설치하라고 하는거야.

• python interpreter 종류
  - python : 일반적인 파이썬, 기본적인 모듈 포함
  - Anaconda : 데이터 분석할 사람들은 주로 씀
  - Canopy : 우리나라는 별로 안씀

✔ Python을 해보자

파이썬 프로그래밍의구성 요소

• Literal : 사용자가 직접 입력하는 데이터
• Variable : 데이터에 붙이는 이름
• Function : 독립된 메모리 공간을 할당받아서 한 번에 수행되는 코드 블럭
• Class & Instance : 동일한 목적을 달성하기 위해 모인 데이터와 기능의 집합
• Module : 파이썬에서는 파일을 모듈이라고 합니다.
• Package: Module의 집합으로 배포 단위이다.
• Comment : 번역하지 않는 문장(파이썬에서는 #으로 시작합니다.)

코딩 시 주의 사항

• 파이썬은 line 단위로 번역해서 실행하기 때문에, 기본적으로 세미콜론(;)은 필요가 없다.
• 대신 한 줄에 2개의 실행문이 있다면 세미콜론으로 구분해 주어야 한다.
  - 실행문 : (대부분) 대입문이 존재하는 문장, 함수호출
• 파이썬은 하나의 블럭을 만들 때, 들여쓰기를 이용합니다.
  - 기본은 빈칸 4개지만, 일정하게 맞추기만 하면 상관은 없습니다.(tab 가능)
• 콘솔에 출력 할 때는 print 함수를 이용하는데, 여러 개 출력하고자 하면 콤마(,)로 구분
  - 기본적으로 print 함수는 줄바꿈을 수행함
• 하위 레벨을 만들 때는 콜론(:)하고 들여쓰기를 합니다.

Comment

• (#) 다음에 작성하면 주석이 됩니다.

• 파이썬에는 문자열 상수를 만들 때, 작은 따옴표나 큰 따옴표를 안에 묶고 여러 줄의 경우는 작은 따옴표나 큰 따옴표를 3번해서 묶습니다.
  

• #! 는 주석이 아니고 유닉스의 shebang 입니다.
  - 일반적으로 파이썬에서는 소스 코드의 인코딩을 표시할 목적으로 사용합니다.
  

Document

• dir(데이터) : 데이터가 호출 가능한 속성과 메서드를 리턴합니다.
  - print 안에서 불러야 할 것이다.

• help(함수나 메서드) : 함수나 메서드의 도움말을 출력합니다.
  

• __ __ 가 붙는 것들 : 특수 메서드(근본적으로 직접 호출이 아닌 호출법이 따로 존재함)

• 안붙은 것들 : 메서드, 함수

• 잘 설명해 주는 것을 확인할 수 있다.

Keyword(예약어)

• python이 기능을 정해둔 것으로, 다른 용도로 사용하면 에러가 납니다.
  - 변수의 이름이나 함수의 이름으로 사용할 수 없다는 의미입니다.
  - 확인하는 방법 import keyword print(keyword.kwlist)를 해보자
• 예약어의 개수가 매우 적은 것이 장점이다.

Module을 찾아오는 순서

• pip install 을 했는데 왜 없다 그러지?
• import sys print(sys.path) 를 해보자.
  
• 맨 처음 나온 경로가 최우선권을 가진다.
• 2개 python 깔면 pip 를 현재 쓰는 애가 아닌 다른 버전에 깔고 그래서 없다 뜨는거다.
  users-user-anaconda3-tools-python.exe

파이썬의 기본 자료형(무조건 알고 있어야 합니다.)

• 숫자 데이터 : int, float, complex - 하나의 데이터(scala data), 불변(immutable), 직접 접근

• 문자열 : str : 0개 이상의 문자의 집합, 불변, 순차 접근

• tuple : 0개 이상의 데이터의 모임, 불변, 순차 접근

• list : 0개 이상의 데이터의 모임, 가변, 순차 접근

• set(집합) : 0개 이상의 데이터의 모임, 가변, 순차 접근을 못함(순서대로 저장x)
  - set은 데이터를 빨리 찾으려고 쓰는 것이다.
  - id만 불러온다고 하면 set(중복도 안되며 찾는 속도는 다 똑같음)

• dict(딕셔너리, 사전, map, hashtable 등) : 0개 이상의 데이터의 모임으로, 가변, key-value 시스템
  - key가 set으로 만들어 집니다.(똑같은 key는 없다.)

• 이름으로 찾는 것이 index보다 빠르다. list vs dict : dict가 이김

• 하지만 장점이 있다면 단점도 있다. (속도의 이득->메모리낭비)
  - trade-off라고 하네요
  - 적절한 지점을 찾아가는 것이 중요하다.
  ? 직접 접근 : 순차 접근

Literal

• 사용자가 직접 입력하는 데이터로 처음 사용될 때 static 영역에 생성되고 이후 부터는 재사용을 합니다.

• static영역은 한 번 쓰면 안사라짐
  - a=10 a에 10에 저장한다고 말하지좀 말자
  - b=10 하면 10을 참조하는 것이 2개인 것이다.
  

• 숫자 : 정수, 실수, 복소수

• 정수(int) : 10진수(숫자), 8진수(0o숫자), 16진수(0x숫자), 2진수(0b숫자), 숫자L(long 형)

• 실수(float) : 1.2(단순 숫자입력), 0.12e1(0.12*10^1)

• 복소수(complex) : 4+5j(j로 표현)

• bool : True, False(첫 글자는 대문자)

• str : 작은 따옴표나 큰 따옴표 안에 기재하면 되는데, 여러 줄은 3번

• bytes : 바이트의 집합으로 b'문자열' 또는 b'\코드\코드..'

• list : [] 안에 나열

• tuple : () 안에 나열

• set : {}안에 나열

• dict : {key:value, key:value...}방식으로 나열

str, bytes, list, tuple, set, dict는 순차적으로 접근이 가능하다고 해서
iterable이라고 합니다.
확인방법 : dir 에 넣어서 __iter__가 있는지 확인

python을 알고 분석하는 것과 모르고 분석하는 것은 매우 큰 차이가 난다.

• 제어문자 : \다음에 영문 1글자를 기재해서 특별한 명령을 수행하도록 하는 문자

\n : 줄바꿈
\t : 탭
\,\',\" : 등등등...

• None : 가리키는 데이터가 없다
  - null 이라고 하기도 하고, 자료구조에서는 nil이라고 하기도 하며, 데이터 분석 라이브러리에서는 NaN 도 유사한 의미로 사용
  - NaN (숫자가 아니다, 연산 실패) 는 None(없는것)과 마찬가지라고 생각해서 비슷하게 사용
  

사용자 정의 명칭 - Identifier(ID)

• 데이터, 함수나 메서드, 클래스, 인스턴스, 모듈, 패키지에 부여하는 이름
• 영문자, 숫자, 한글, 언더바, $ 등을 사용 할 수 있다.
  - 시작은 문자나 언더바 ( 문자가 좋아)
  - 중간 공백은 안됨
• 예약어는 사용자 정의 명칭으로 사용할 수 없습니다.
• 일반적으로 클래스 이름만 대문자로 시작하고 변경할 생각이 없는 데이터의 이름은 모두 대문자로 만드는 것이 관례

변수 - Variable

• 변수는 데이터에 이름을 붙여주는 것
  - 데이터는 다른 변수, 리터럴, 함수도 가능합니다.
  - 이름이 존재하지 않으면 이름을 생성
  - 이름이 존재하면 가리키는 곳을 변경합니다.
• 데이터를 가리킬 때, 자료형이 결정됩니다.(Dynamic Binding)
  - 동적 바인딩 : value type X, reference type O
  - 정적 바인딩 : 이름 앞에 자료형이 붙어서 static 하게 함

value type : 값을 직접 저장
장점 : 빠르다.
reference type : 참조를 저장
단점 : 느리다.
장점 : dynamic binding(어떠한 타입이라도 저장 가능)

• 이름을 만들 때는 기억하기 쉬운 이름 또는 의미를 파악하기 좋은 이름을 사용하는 것이 좋다.
• 변수는 기본적으로 자신의 영역이 종료되면 파괴되지만, 강제로 파괴하고자 하는 경우는 del 변수명 이는 데이터 파괴가 아님.
• 하나의 데이터를 저장하는 경우에는 이름이 데이터를 의미하지만, 0개 이상의 데이터를 저장하는 경우에는 이름은 시작 위치를 의미합니다.(BoF)
• 영역이 다르면 동일한 이름으로 변수를 생성할 수 있다.
  
  자기 블럭이 끝나면 데이터는 이미 파괴 된다.
  

연산자

• 연산을 수행해주는 부호나 명령어

산술연산 : 숫자 데이터를 연산해서 숫자로 결과를 리턴하는 연산
논리연산 : bool 데이터를 연산해서 결과를 bool로 리턴하는 연산

단항 연산(Unary) : 데이터의 개수가 1개인 연산(피연산자)
이항 연산(Binary) : 데이터의 개수가 2개인 연산(피연산자)
python은 삼항 연산 없다

할당 연산자

• =(asignment) : 오른쪽 데이터의 참조를 왼쪽 변수에 대입

산술연산자

• '+' : 숫자의 경우는 덧셈을 하고 데이터의 모임은 결합
  - 다른 종류의 데이터끼리는 덧셈 연산이 안됨
• '-' : 당연히 뺄셈임
• '*' : 숫자의 경우는 곱셈이고, 데이터의 모임과 정수의 경우는 반복임
• '**' : 거듭제곱
• '/' : 나눗셈
• '//' : 몫만 가져옴
• '%' : 나머지

파이썬은 숫자데이터의 메모리 제한이 없음. 최대한으로 잡음

비교 연산자

• 연산의 결과를 bool로 리턴

• bool 데이터도 크기 비교가 가능
  - True는 1, False 는 0

• 문자열도 크기 비교가 가능
  - 첫 글자부터 코드 값을 비교해서 크다 작다를 판별
  - A는 65, a는 97

산술 비트 연산자

• 정수 데이터를 2진수로 변환해서 각 비트 단위로 연산을 수행한 후 10진 정수로 결과를 리턴하는 연산자

• '&' : and로 둘 다 1일때만 결과가 1이고 나머지는 0

• '|' : or로 둘 다 0인 경우만 0이고 나머지는 1
  - 2개의 연산자는 데이터 분석을 위한 라이브러리(numpy)에서는 데이터 모임에서도 사용이 가능한데, 이 경우는 위치 별로 연산을 수행해서 리턴

• '^' : eXclusive OR 로 두 개의 데이터가 같은 경우는 0 다른 경우는 1

• '~' : 단항 연산으로 1의 보수

• '<<' : 왼쪽으로 미는 연산자 - 곱하기 2

• '>>' : 오른쪽으로 미는 연산자 - 나누기 2

진법 : 몫이 0이 나올때까지 나누고 나머지를 역순으로 나열하기
$\rarr$ 이거 한번 만들어보자

논리 비트 연산자

• bool 데이터를 가지고 연산을 수행해서 결과를 bool로 리턴하는 연산

• and : 둘 다 True인 경우만 True 이고 나머지는 False
• or : 둘 다 False인 경우만 False 이고 나머지는 True
• not : True이면 False, False이면 True 리턴

and와 or가 같이 있으면 and가 우선입니다.
and와 or는 연산자의 좌우를 변경해도 연산의 결과는 그대로입니다.

과정은 다릅니다.

• and는 앞의 결과가 False인 경우, 뒤의 연산 결과를 확인 X
• or는 앞의 결과가 True인 경우, 뒤의 연산 결과를 확인 X

if i%3==0 and i%4==0과 if i%4==0 and i%3==0은 다릅니다. 이는 아래와 같습니다.

i는 0부터 100까지 순회를 한다고 가정합시다.

if i%3==0 :
	if i%4==0: // 33개 체크한 것을 안에서 체크합니다.

if i%4==0 :
	if i%3==0: // 25개 체크한 것을 안에서 체크합니다.

충분히 차이가 납니다.
check1, check2 넣어서 몇번씩 들어가는지 확인해도 됩니다.
우리는 컴퓨터 입장에서 생각을 해봐야 합니다.

논리 함수

• all(데이터 집합) : 데이터의 집합에 있는 모든 데이터가 True이면 True
• any(데이터 집합) : 데이터의 집합에 있는 데이터 중 하나만 True이면 True
• Falsy : 0은 False로 간주

복합 할당 연산자

• 변수 연산자 = 데이터 : 변수가 가리키는 데이터와 오른쪽 데이터를 연산자에 해당하는 연산을 하고, 그 데이터를 변수가 가리키도록 합니다.

데이터 타입 확인

• type(데이터)
  - 타입을 확인할 수 있습니다.

참조하고 있는 데이터 확인

• id(데이터)
  - id가 같으면 동일한 데이터를 가리키는 것입니다.
  

연산자의 우선 순위

• . , [인덱스]
• **
• ~, 부호(+,-)
• *, /, //, %, @
• '>>, <<'
• &,^,|(이 셋은 순서대로)
• '>, >=, <, <='
• ==, !=
• in, not in, is, is not
• not
• and
• or
• =(할당 연산자)
  위에서부터 우선 순위가 높은 순이다.

데이터의 자료형 변환(Casting)

• 다른 자료형끼리 연산을 수행하거나 원하는 결과를 만들어내기 위해서 형 변환을 수행합니다.

  프로그래밍에서는 일반적으로 숫자와 문자열 사이의 변환이나 문자열과 날짜 사이의 변환을 많이 수행하지만, 데이터 분석에서는 이외에도 factor타입으로의 변환이나 문자열 데이터를 비트열로 변환하는 것을 많이 수행합니다.

factor(나열형 상수?)

• 숫자와는 조금 다릅니다.

  ex
  남자와 여자가 있다.
  데이터 분석을 하려면 숫자로 바꿔야 한다.
  0, 1로 치환한다 하자. 2,3,4 같은 숫자 방지를 해야 한다.
  $\rarr$ 이외의 값을 통제한다.
  분석하는 사람들은 (0 1) (1 0) 을 생각한다.

형 변환의 종류

• 묵시적 형변환 : 자동으로 형 변환이 되는 경우
  - 파이썬은 묵시적 형변환이 한개밖에 없다. 다른 종류의 숫자 데이터끼리 연산을 하는 경우, 작은 타입을 큰 타입으로 변환해서 수행

• 명시적 형변환 : 형 변환을 직접 해줘야 하는 경우
  - 정수로 변환 : int(숫자 혹은 숫자로된 문자열)
  - 실수로 변환 : float(숫자 데이터 또는 숫자로 된 문자열)
  - bool로 변환 : bool(숫자 데이터 또는 bool 문자열)
  - 문자열로 변환 : str(데이터)

• 실수를 정수로 변경하면 소수가 소멸됩니다.
  - 3750을 10의 자리에서 반올림해서 백의 단위로 변환
  - 내가 반올림 하고 싶은 자리를 소수 첫째자리로 옮기기
  - 37.5+0.5 하고 소수 버리고 다시 곱한다.

콘솔 입출력

콘솔 출력 : print

print(value, ..., sep=' ', end='\n', file=sys.stdout, flush=False)
- 첫 번째 매개변수(value)는 출력할 데이터
- 두 번째 매개변수(...)는 출력할 데이터인데 개수 제한이 없음
- sep는 데이터 사이의 출력되는 문자(구분자, 현재는 공백)
- end는 출력하고 난 후 출력되는 문자
- file은 출력할 대상을 지정하는 것인데, sys.stdout은 표준 출력장치(일반적으로 모니터)이다. 파일경로를 쓰면 파일에 출력
- flush는 버퍼의 내용을 비울지에 대한 옵션이다. True, False로 지정할 수 있다.(False는 바로바로, True는 모아서 출력 내부적으로 작용)

flush는 버퍼의 내용을 비울 지에 대한 옵션입니다.

• 서식 설정
  - % 다음에 숫자와 영문자 1개를 이용해서 데이터를 포맷에 맞춰서 출력
  - %10d: 열 자리를 확보해서 정수를 출력
  - %s : 문자열
  - %f : 실수
  - %b : bool
  - 실수를 출력할 때, .소수자릿수f를 이용하면 출력되는 소수의 자릿수를 설정할 수 있다.
  

num=20
print("num은", num)
print("num은 %d" %(num))

동일합니다.

"{데이터의 인덱스}".format(데이터나열)"
print("{0}은 {1}을 좋아합니다.".format("mino","home"))

물론 인덱스 위치는 상관없습니다.

인덱스 자리대신에 변수를 쓸 수 있다면?

// 따옴표 앞에 f를 추가하면 인덱스 대신에 이름 사용 가능합니다.
name="mino"
place="home"
print(f"{name}은 {place}을 좋아합니다.")

이를 f-string 이라고 합니다. 이렇게 출력하는 것을 권장합니다.

콘솔 입력 : input

input(prompt=None,/)

• prompt는 메시지
• enter를 누를 때 까지 입력을 받아서 받은 내용을 하나의 문자열로 리턴합니다.
• 정수나 실수 또는 bool을 입력받고자 하는 경우는 형 변환을 이용해야 합니다.
  - 이때, 데이터 포맷이 맞지 않으면 예외가 발생합니다.
• 한 번에 여러개를 입력받고자 할 때는 구분 기호를 이용해서 입력받고 split으로 분할하면 list로 만들 수 있습니다.

name=input("이름을 입력하세요:")
print(name)

메시지가 없다면 그냥 빈 화면에서 입력해야 한다.

try: 
	age=int(input("나이 입력"))
    print(age)
except:
	print("문제 발생")
print("프로그램 종료")

이와 같이 예외처리를 하지 않으면 안된다.

hobbys=input("취미 입력을 ,로 구분해서 입력").split(",")
for hobby in hobbys:
	print(hobby)

이렇게 한다면 여러 값을 넣을 수 있다. 형태는 리스트 형태로 저장