[Python]파이썬 모듈: import와 from의 활용

이번 포스팅에서는 python에서 모듈과 import에 대해 알아보겠습니다. python 에서 모듈은 코드를 구성하는 블록이며, 재사용 가능한 함수, 클래스, 변수 등을 포함할 수 있습니다. 모듈을 효율적으로 활용하여 코드의 재사용성과 유지보수성을 높일 수 있습니다.

≣ 목차

• 모듈 불러오기📁
• __name__🧙‍♂️
• 표준모듈🌍
• 모듈을 사용하다가 모를 때🙋‍♀️
• 핵심 내용👀

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1. 모듈 불러오기📁

파이썬 모듈이란 한 마디로 파이썬 파일(.py)입니다. 언제든지 사용할 수 있도록 변수나 함수 또는 클래스를 모아 놓은 파일을 모듈이라고 합니다.
파이썬에서는 모듈을 불러오는 데에 네 가지 주요한 방식이 있습니다: import, from 모듈 import 이름, from 모듈 import *, import 모듈 as 별칭입니다.

• import 방식: import 문을 사용하여 모듈 전체를 불러올 수 있습니다. 이 방식을 사용하면 모듈 이름을 사용하여 해당 모듈에 정의된 함수, 클래스 등을 호출할 수 있습니다. 예를 들어, import math를 사용하여 math 모듈을 불러온 후, math.sqrt()와 같이 모듈 이름을 접두사로 사용하여 해당 모듈의 함수를 호출할 수 있습니다.

# import 방식 예제
# 모듈 전체를 불러와서 모듈 이름을 사용하여 해당 모듈의 기능을 호출하는 방식
import math

# math 모듈의 sqrt 함수 사용 예제
result = math.sqrt(16)
print("Square root of 16:", result)

• from 모듈 import 이름 방식: from 키워드를 사용하여 모듈에서 특정한 함수, 클래스 등을 가져올 수 있습니다. 이 방식을 사용하면 해당 모듈의 이름을 사용하지 않고도 직접 함수나 클래스를 호출할 수 있습니다. 예를 들어, from math import sqrt를 사용하여 math 모듈에서 sqrt 함수를 가져온 후, 바로 sqrt()와 같이 함수를 호출할 수 있습니다.

# from 모듈 import 이름 방식 예제
# 모듈에서 특정한 함수나 변수 등을 가져와서 바로 사용하는 방식
from math import sqrt

# sqrt 함수를 바로 사용하는 예제
result = sqrt(25)
print("Square root of 25:", result)

• from 모듈 import * 방식: from 키워드를 사용하여 모듈 내의 모든 것을 가져올 수 있습니다. 이 방식은 해당 모듈에 정의된 모든 함수, 클래스, 변수 등을 현재의 이름 공간으로 가져옵니다. 하지만, 다른 모듈에서 같은 이름을 사용할 경우 충돌이 발생할 수 있으므로 주의해야 합니다.
  • * : *기호는 컴퓨터에서 '모든 것'을 의미합니다.
  • from 모듈 import *방식의 주의점
    • 다른 모듈에서 같은 이름을 사용할 경우 충돌이 발생할 수 있습니다. 두 개의 모듈에서 각각 foo() 함수가 정의되어 있고, 이를 모두 from 모듈 import * 방식으로 가져온다면, 충돌이 발생하여 예상치 못한 동작이 발생할 수 있습니다.
    • 코드의 가독성이 떨어질 수 있습니다. 모듈 내의 모든 것을 현재의 이름 공간으로 가져오면, 코드를 이해하고 유지보수하기 어려워질 수 있습니다.

# from 모듈 import * 방식 예제
# 모듈 내의 모든 함수, 클래스, 변수 등을 현재의 이름 공간으로 가져와서 사용하는 방식
from math import *

# math 모듈의 모든 함수를 현재의 이름 공간으로 가져와서 사용하는 예제
result1 = sqrt(36)
result2 = pow(2, 3)
print("Square root of 36:", result1)
print("2 to the power of 3:", result2)

• import 모듈 as 별칭 방식: import 문을 사용하여 모듈을 불러올 때, 해당 모듈의 이름을 다른 이름으로 지정할 수 있습니다. 이렇게 하면 모듈 이름이 너무 길거나 충돌을 피할 수 있습니다. 예를 들어, import numpy as np와 같이 사용하여 numpy 모듈을 np라는 짧은 이름으로 사용할 수 있습니다.

# import 모듈 as 별칭 방식 예제
# 모듈 이름을 다른 이름으로 지정하여 사용하는 방식
import math as m

# math 모듈을 m이라는 이름으로 사용하는 예제
result = m.sqrt(49)
print("Square root of 49 using 'm':", result)

이렇게 네 가지 방식으로 모듈을 불러와서 사용할 수 있습니다. 사용하는 상황과 개발 스타일에 맞게 적절한 방식을 선택하여 코드를 작성할 수 있습니다.

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2. __name__🧙‍♂️

파이썬에서는 `__name__`이라는 특별한 변수가 있습니다. 이 변수는 현재 모듈이 직접 실행되는지, 다른 모듈에 의해 불러와져서 사용되는지를 구분할 때 유용하게 활용됩니다. 주로 모듈이 직접 실행될 때 수행할 작업을 정의하는 데 사용됩니다.

# __name__ 변수 활용 예제

# 모듈이 직접 실행될 때의 예제
if __name__ == "__main__":
    print("이 모듈이 직접 실행됩니다.")
else:
    print("이 모듈이 다른 모듈에 의해 불러와졌습니다.")

이 코드는 현재 모듈이 직접 실행될 때와 다른 모듈에 의해 불러와질 때를 구분하여 실행합니다. __name__ 변수가 "__main__"일 때는 현재 모듈이 직접 실행되었음을 의미하며, 이때 실행될 코드를 정의합니다. 만약 다른 모듈에 의해 불러와질 때는 __name__ 변수가 현재 모듈의 이름으로 설정되므로, 이 경우에 실행될 코드를 정의할 수 있습니다.

# __name__ 변수를 활용한 예제

# 모듈 내의 함수 정의
def greet(name):
    """
    주어진 이름에 대해 인사말을 출력하는 함수
    """
    print("Hello, {}!".format(name))

# 모듈이 직접 실행될 때의 동작
if __name__ == "__main__":
    # 모듈이 직접 실행될 때 사용자로부터 이름을 입력받아 greet 함수 호출
    user_name = input("이름을 입력하세요: ")
    greet(user_name)

이 예제는 __name__변수를 활용하여 모듈이 직접 실행될 때와 다른 모듈에 의해 불러와질 때를 구분합니다. 모듈이 직접 실행될 때는 input() 함수를 사용하여 사용자로부터 이름을 입력받고, greet() 함수를 호출하여 해당 이름에 대한 인사말을 출력합니다. 만약 다른 모듈에 의해 불러와질 때는 input() 함수가 호출되지 않으므로 해당 코드는 실행되지 않습니다.

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3. 표준모듈🌍

파이썬은 기본적으로 다양한 표준 라이브러리를 제공합니다. 이러한 표준 모듈을 활용하여 다양한 작업을 수행할 수 있습니다. 몇 가지 유용한 표준 모듈에 대해 알아보고, 사용하는 방법에 대해 살펴보겠습니다.

1. math 모듈

• math 모듈은 수학적인 연산을 수행하기 위한 다양한 함수와 상수를 제공하는 파이썬의 내장 모듈입니다. 주로 수학적인 계산이 필요한 경우에 사용됩니다.
  • 주요 함수:
    • sqrt(x): 주어진 숫자 x의 제곱근을 반환합니다.
    • sin(x): 주어진 각도 x(라디안)의 사인 값을 반환합니다.
    • cos(x): 주어진 각도 x(라디안)의 코사인 값을 반환합니다.
    • tan(x): 주어진 각도 x(라디안)의 탄젠트 값을 반환합니다.
    • log(x, base): 주어진 숫자 x의 로그 값을 반환합니다. base를 지정하면 해당 밑의 로그 값을 반환합니다. base를 생략하면 자연로그 값을 반환합니다.
    • exp(x): 주어진 숫자 x의 지수 값을 반환합니다.
    • math.floor(x): 주어진 숫자 x를 내림하여 반환합니다. 내림은 해당 숫자보다 작거나 같은 가장 큰 정수를 반환하는 것을 의미합니다. 즉, 소수점 이하를 버립니다. 예를 들어, math.floor(3.7)은 3을 반환합니다.
    • math.ceil(x): 주어진 숫자 x를 올림하여 반환합니다. 올림은 해당 숫자보다 크거나 같은 가장 작은 정수를 반환하는 것을 의미합니다. 즉, 소수점 이하를 올립니다. 예를 들어, math.ceil(3.1)은 4를 반환합니다.
    • round(): 주어진 숫자를 가장 가까운 정수 또는 지정된 자릿수로 반올림하여 반환합니다.
      round(number, ndigits=None) 함수는 다음과 같은 동작을 수행합니다:
      • number: 반올림할 숫자입니다.
      • ndigits (선택적): 반올림할 소수 자릿수를 지정합니다. 기본값은 None으로, 이 경우에는 가장 가까운 정수로 반올림됩니다.
        
        • ndigits가 None이면, number를 가장 가까운 정수로 반올림하여 반환합니다.
        • ndigits가 지정된 경우, number를 소수점 아래 ndigits 자릿수까지 반올림하여 반환합니다.
        • 예를 들어, round(3.14159)는 3.14159를 가장 가까운 정수로 반올림하여 3을 반환합니다. 또한, round(3.14159, 2)는 3.14159를 소수점 아래 2자리까지 반올림하여 3.14를 반환합니다. 이 함수는 주로 숫자를 소수점 이하의 정확한 자릿수로 제한하거나, 반올림된 값을 얻기 위해 사용됩니다.
  • 주요 상수:
    • pi: 원주율(pi) 값을 반환합니다.
    • e: 자연로그의 밑(e) 값을 반환합니다.

import math

# 제곱근 계산
sqrt_result = math.sqrt(16)  # 16의 제곱근을 계산
print("Square root of 16:", sqrt_result)

# 삼각함수 계산
sin_result = math.sin(math.pi / 2)  # sin(π/2)를 계산
print("sin(π/2):", sin_result)

# 로그 및 지수 함수 계산
log_result = math.log(10, 10)  # 밑이 10인 10의 로그를 계산
exp_result = math.exp(2)  # e의 2승을 계산
print("Logarithm of 10 to the base 10:", log_result)
print("e raised to the power of 2:", exp_result)

# 상수
print("Value of pi:", math.pi)  # 원주율(pi) 값 출력
print("Value of e:", math.e)      # 자연로그의 밑(e) 값 출력

2. random 모듈

• random 모듈은 난수 생성과 관련된 함수들을 제공합니다. 이를 사용하여 난수를 생성하거나 무작위로 시퀀스를 섞는등의 작업을 수행할 수 있습니다.
• 주요 함수 :
  • random(): 0 이상 1 미만의 난수를 생성합니다.
  • randint(a, b): a 이상 b 이하의 정수 난수를 생성합니다.
  • choice(seq): 시퀀스에서 임의의 요소를 반환합니다.
  • shuffle(seq): 시퀀스를 무작위로 섞습니다.

import random

# random() 함수를 사용하여 0 이상 1 미만의 난수 생성
random_number = random.random()
print("Random number between 0 and 1:", random_number)

# randint(a, b) 함수를 사용하여 1 이상 10 이하의 정수 난수 생성
random_integer = random.randint(1, 10)
print("Random integer between 1 and 10:", random_integer)

# choice(seq) 함수를 사용하여 리스트에서 임의의 요소 선택
my_list = ['apple', 'banana', 'orange', 'grape']
random_element = random.choice(my_list)
print("Random element from list:", random_element)

# shuffle(seq) 함수를 사용하여 리스트를 무작위로 섞기
my_list = [1, 2, 3, 4, 5]
random.shuffle(my_list)
print("Shuffled list:", my_list)

3. datetime 모듈

• datetime 모듈은 날짜와 시간을 다루는 클래스들을 제공합니다. 날짜 및 시간의 포맷팅, 연산, 파싱 등 다양한 작업을 수행할 수 있습니다.
• 주요 클래스:
  • datetime: 날짜와 시간을 포함하는 객체를 생성합니다.
  • date: 날짜 정보만을 담는 객체를 생성합니다.
  • time: 시간 정보만을 담는 객체를 생성합니다.

import datetime

# 현재 시간을 구하고 출력하기
print("===현재 시간 출력===")
now = datetime.datetime.now()
print(now.year, "년")
print(now.month, "월")
print(now.day, "일")
print(now.hour, "시")
print(now.minute, "분")
print(now.second, "초")

# 시간 출력 방법
print("===포맷팅 된 결과 출력===")
# strftime() 함수를 사용하여 날짜와 시간을 포맷팅
output_a = now.strftime("%Y.%m.%d.%H:%M:%S")
# format() 함수를 사용하여 포맷팅
output_b = "{}년{}월{}일{}시{}분{}초".format(now.year,\ now.month,\ now.day,\ now.hour,\ now.minute,\ now.second)
# format() 함수와 *를 사용하여 한국어 문자 포함 포맷팅
output_c = now.strftime("Y{}m{}d{}H{}M{}S{}").format(*"년월일시분초")

# 포맷팅된 결과 출력
print(output_a)
print(output_b)
print(output_c)

이 예제에서는 datetime 모듈을 사용하여 현재 시간을 가져오고, 각각의 시간 요소를 출력한 후 포맷팅하여 출력하는 방법을 보여줍니다. strftime() 함수(시간을 형식에 맞춰서 출력할 수 있음)를 사용하여 날짜와 시간을 포맷팅하거나, format() 함수를 사용하여 포맷팅하는 방법을 사용합니다. 또한, format() 함수와 *를 함께 사용하여 한국어 문자를 포함한 포맷팅도 보여줍니다. (문자열, 리스트 등 앞에 *를 붙이면 요소 하나하나가 매개변수로 지정됨) 이 외에도 datetime 모듈은 다양한 시간 처리 기능을 할 수 있습니다. deltime() 함수를 사용하여 특정 시간 이전 또는 이후를 구할 수 있습니다.

import datetime

# 현재 시간 정보 가져오기
current_time = datetime.datetime.now()

# timedelta를 사용하여 3시간 후의 시간 계산하기
time_delta = datetime.timedelta(hours=3)
future_time = current_time + time_delta

# 결과 출력
print("현재 시간:", current_time)
print("3시간 후의 시간:", future_time)

datetime 모듈의 timedelta 클래스를 사용하여 현재 시간에서 3시간 후의 시간을 계산합니다. timedelta 객체를 생성할 때 hours 매개변수에 3을 전달하여 3시간을 나타내는 timedelta를 생성합니다. 이후에는 + 연산자를 사용하여 현재 시간에 timedelta를 더해 3시간 후의 시간을 계산합니다. 결과를 출력하여 확인합니다.

4. time 모듈

• time 모듈은 시간과 관련된 함수들을 제공합니다. 주로 시간 측정이나 시스템 시간 관련 작업에 사용됩니다.
• 주요 함수:
  • time(): 현재 시간을 반환합니다.
  • sleep(seconds): 주어진 시간(초) 동안 프로그램 실행을 일시 중지합니다.

import time

# 현재 시간을 출력
current_time = time.time()
print("Current timestamp:", current_time)

# 3초 동안 대기
print("Waiting for 3 seconds...")
time.sleep(3)
print("Done!")

이 코드는 time 모듈을 사용하여 현재 시간을 출력하고, 그 후에 3초 동안 대기하는 예제입니다. 이 코드는 현재 시간을 타임스탬프로 확인하고, 3초 동안 대기하는 간단한 프로그램입니다. 주로 시간 지연이나 간격을 조절하거나 프로그램의 실행 속도를 조정할 때 사용됩니다.

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4. 모듈을 사용하다가 모를 때🙋‍♀️

파이썬 모듈을 사용하다가 모르는 부분이 생겼을 때, 아래와 같은 방법으로 확인하면 됩니다.파이썬의 공식 문서는 파이썬 언어와 라이브러리에 대한 상세한 정보를 제공하는 핵심 참고 자료입니다. 공식 문서를 참고하면 모듈이나 함수의 사용법, 매개변수, 반환값, 예제 코드 등을 확인할 수 있습니다.

파이썬 공식 문서는 온라인으로 제공되며, 주요 내용은 다음과 같습니다:

1. 공식 Python 사이트 (python.org): 파이썬의 공식 홈페이지인 python.org에는 파이썬 언어의 최신 버전과 관련된 문서 및 자료가 제공됩니다. 여기서는 파이썬 언어 자체의 문법, 내장 함수, 표준 라이브러리 등에 대한 정보를 확인할 수 있습니다.
2. 파이썬 문서 (docs.python.org): 파이썬 문서 사이트에는 파이썬의 공식 문서가 온라인으로 제공됩니다. 여기에는 언어 레퍼런스, 표준 라이브러리, 파이썬 패키지 인덱스(PyPI) 등에 대한 정보가 포함되어 있습니다. 모듈이나 함수를 검색하고 해당 문서를 참고하여 사용법과 예제 코드를 확인할 수 있습니다.
3. 도움말 함수 (help()): 파이썬 인터프리터에서는 내장 함수인 help()를 사용하여 모듈이나 함수에 대한 간단한 도움말을 확인할 수 있습니다. 예를 들어, help(math)와 같이 사용하면 math 모듈에 대한 도움말을 확인할 수 있습니다.
4. 인터넷 검색: 때로는 파이썬 공식 문서 이외의 외부 자료나 블로그, Q&A 사이트에서도 유용한 정보를 얻을 수 있습니다. 다른 개발자들이 작성한 예제 코드나 설명을 참고하여 문제를 해결할 수도 있습니다.

파이썬을 사용하다가 모르는 부분이 생기면 위와 같은 방법을 통해 공식 문서를 참고하고, 필요한 정보를 찾아보는 것이 좋습니다. 이를 통해 정확하고 신뢰할 수 있는 정보를 얻을 수 있고, 더 나은 코드를 작성할 수 있습니다.

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5. 핵심 내용👀