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F37.101 컴퓨팅 기초: 처음 만나는 컴퓨팅(First Adventures in Computing)

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Chapter 3. 조건문

학습목표와 기대효과

• 학습목표

  • 프로그래밍의 제어 구조를 알아보자.

  • 조건문의 개념을 이해하자.

  • 들여쓰기의 중요성을 이해하자.

  • 비교연산자, 멤버연산자, 논리연산자를 알아보자.

  • 모듈을 불러와보고 난수에 대해 알아보자.

• 기대효과

  • 컴퓨팅 디바이스들이 주어진 조건에 어떤 방식으로 처리를 하는지 이해할 수 있다.

프로그래밍 제어구조

프로그래밍 제어구조

프로그래밍의 제어구조로는 코드의 순서대로 실행하는 순차구조, 조건에 따라 실행을 분기하는 조건구조, 일정 부분을 반복하여 실행하는 반복구조가 있다.

프로그램의 흐름(flow)를 파악하기 위해 차례대로 보기 쉽게 그린 그림을 플로우차트라고 한다.

앞서 우리는 프로그램의 코드를 순서대로 실행시키는 순차구조에 대해서 익혀왔다. 이번에는 특정 조건에 따라 실행을 분기시키는 조건구조에 대해서 알아보자.

Sample Source Code #1

# This is a guess the number game.
myName = input('Hello! What is your name? ')
number = 5
print('Well, ' + myName + ', I am thinking of a number between 1 and 20.')

guess = int(input('Take a guess.'))

if guess != number:
  print('Your guess is wrong.')
if guess == number:
  print('Good job, ' + myName + '! You guessed my number!')

---------------------------------------------------------------------------
StdinNotImplementedError                  Traceback (most recent call last)
<ipython-input-1-07715c7e3c4b> in <module>
      1 # This is a guess the number game.
----> 2 myName = input('Hello! What is your name? ')
      3 number = 5
      4 print('Well, ' + myName + ', I am thinking of a number between 1 and 20.')
      5 

D:\users\anaconda3\lib\site-packages\ipykernel\kernelbase.py in raw_input(self, prompt)
    853         if not self._allow_stdin:
    854             raise StdinNotImplementedError(
--> 855                 "raw_input was called, but this frontend does not support input requests."
    856             )
    857         return self._input_request(str(prompt),

StdinNotImplementedError: raw_input was called, but this frontend does not support input requests.

샘플 코드를 실행시켜보자. 이 코드에서는 변수 guess와 변수 number를 비교하고 있다.

먼저 조건을 비교하기 위해 사용되는 비교연산자, 멤버연산자, 논리연산자부터 알아보자.

비교연산자

비교연산자는 정수, 문자열, 변수 등의 값을 비교할 때 사용한다. 비교연산자의 결과는 항상 bool 타입인 True 또는 False로 나온다.

비교연산자의 종류는 다음과 같다.

연산 기호	의미	예시	실행 결과
>	크다	2 > 1	True
<	작다	2 < 1	False
>=	크거나 같다	2 >= 1	True
<=	작거나 같다	2 <= 1	False
==	같다	1 == '1'	False
!=	같지 않다	1 != '1'	True

a=10
b=7
print(a>b)
print(a<b)
print(a>=b)
print(a<=b)
print(a==b)
print(a!=b)

주의

• 비교연산자에서 같은지를 비교할 때에는 ==와 같이 등호부호(equal sign)를 두 개 쓴다는 것에 주의하자.

• >=, <=와 같은 부호는 항상 >나 <가 =보다 앞에 나와야 하며 띄어쓰면 안된다.

• 문자 비교도 가능하다. 문자비교는 각 문자에 부여되어 있는 unicode값을 비교한다. 알파벳 대문자와 소문자의 unicode는 다르다. 예를 들어 대문자 ‘H’와 소문자 ‘h’의 코드값이 다르다.

• 만약 첫 글자의 코드 값이 같다면 차례대로 다음 문자를 비교한다.

유니코드

유니코드란 전 세계의 모든 문자를 컴퓨터에서 일관되게 표현하고 다룰 수 있도록 설계된 표준이다. 현재 전 세계의 모든 문자와 이모티콘까지 포함하여 1,114,112개의 코드값이 지정되었고, 이 가운데 한,중,일 한자가 97,058개를 차지한다.(23년 2월 기준)😲

print('HELLO'=='hello')
print('HELLO'=='Hello')
c='hello'
d='HELLO'
print(c == d)

• 한글도 비교가 가능하다.

• 한글은 자음, 모음 각각 unicode가 부여되어 있다.

• 유니코드 값 확인은 ord() 함수를 통해 가능하다.

• 반대로 유니코드 값으로 문자를 확인하는 함수로는 chr() 함수가 있다.

print('서울대' > '고려대')
print('ㅅ' > 'ㄱ')

print('서', ord('서'))
print('고', ord('고'))
print('ㄱ', ord('ㄱ'))
print('a', ord('a'))
print('A', ord('A'))
print('1', ord('1'))
print('9', ord('9'))

숫자 모양의 문자 비교 시 주의

가끔 입력받은 값의 형 변환을 하지 않아 숫자 모양의 문자를 숫자인줄 알고 비교하는 경우가 있다. 이러한 경우 에러가 발생하지 않고 숫자 모양의 문자 유니코드 값을 비교하니 주의하자.

number1 = input('Input number1: ')
number2 = input('Input number2: ')
print(number1 > number2)

• 숫자와 문자는 당연히 같지 않다.

print(5 == '5')
print(5 != '5')

• 숫자와 문자의 대소(>, <, >=, <=) 비교는 에러를 발생시킨다.

print(123>'123')

멤버연산자

멤버연산자는 어떤 값이 포함되어 있는지 아닌지를 검사하는 연산자이다. 멤버연산자의 결과는 항상 True 또는 False로 나온다.

연산 기호	의미	예시	실행 결과
in	포함되어 있다	'p' in 'python'	True
not in	포함되어 있지 않다	'p' not in 'python'	False

print('y' in 'yellow')
print('a' not in 'animal')

문제. 단어를 입력받아 입력받은 단어에 알파벳 ‘a’가 있으면 True가 없으면 False가 출력되도록 하시오.

문자열 인덱싱(Indexing)

• 인덱스는 묶음데이터에서의 각 아이템의 위치를 가리키는 번호이다. 문자열에서 아이템은 한 글자이다. 즉, 한 글자에 접근하기 위해 인덱스를 사용한다.

양의 인덱스(positive index)

positive index는 가장 왼쪽 아이템에서 0부터 시작하여 오른쪽으로 1씩 증가한다.

a='hello'
print(a[0])
print(a[1])
print(a[4])

음의 인덱스(negative index)

• negative index는 가장 오른쪽 끝 아이템에서 -1부터 시작하여 왼쪽으로 1씩 감소한다.

a='hello'
print(a[-1])
print(a[-2])
print(a[-5])

문자열 슬라이싱(Slicing)

슬라이싱이란 원하는 범위의 데이터를 지정해 추출하는 것이다. 형식은 다음과 같다.

문자열[start:end:step]

• start: 슬라이싱 시작 인덱스

• end: 슬라이싱 끝 인덱스(끝 인덱스는 미포함)

• step: 이동간격, 양수이면 오른쪽으로 step만큼 이동한다. 음수이면 왼쪽으로 step만큼 이동한다.

• start, end, step 모두 생략 가능하다.

a = "Life is too short, You need Python"
print(a[3:7])
print(a[ :7])
print(a[3: ])
print(a[3: :2])
print(a[-3: :-2])
print(a[::-1])

문제. 단어를 입력받아 입력받은 단어에 알파벳 첫글자가 ‘a’이면 True, 아니면 False가 출력되도록 하시오.

논리 연산자

한개 또는 두개 이상의 조건을 비교하여 논리적인 결과를 얻고자 할때 사용한다. 논리연산자의 결과는 항상 True 또는 False로 나온다.(조건이 데이터타입 자체인 경우 제외, ex, ‘hello’ or 1, 2 and 3, [1,2,3] or 2)

연산 기호	의미	예시	실행 결과
and	논리곱(그리고)	True and False	False
or	논리합(또는)	True or False	True
not	논리부정(아니다)	not False	True

• 아래의 코드는 논리연산자의 사용을 보여주는 예이다.

a=10
b=7
c=5
print(a>b and b>c)
print(a>b or b<c)
print(not a>b)

• and 연산자는 모든 조건이 True일때만 그 결과가 True이다.

print(True and True)
print(True and False)
print(False and True)
print(False and False)

• or 연산자는 하나의 조건이라도 True이면 그 결과는 True이다.

print(True or True)
print(True or False)
print(False or True)
print(False or False)

• not 연산자는 조건식의 결과를 뒤집는다.

print(not True)
print(not False)

• 논리연산자는 not > and > or로 우선순위를 가진다. 우선순위가 동일한 경우에는 왼쪽에서 오른쪽 순서로 실행한다.

print(not False or True and False or True )

문제. 성별과 이름을 입력받아 성별이 ‘남자’이면서 성이 ‘김’이면 True를 출력하시오.

여러개의 논리 연산자 표현시 주의

‘국어(kor), 수학(mat), 컴기(com) 점수가 80점 이상이거나’를 코드로 표현할 때 if kor or mat or com >= 80: 이와 같이 표현하면 안된다. 0을 제외한 모든 값은 True이므로 이 if문은 kor, mat가 1이상이면 항상 True가 된다.

잘못된 표현식

kor = 70
mat = 60
com = 50
print((kor or mat or com) >= 80)

올바른 표현식

kor = 70
mat = 60
com = 50
print((kor>=80) or (mat>=80) or (com >= 80))

kor = 70
mat = 60
com = 50
print((kor>=80) or (mat>=80) or (com >= 80))

Short Circuit Effect

Short circuit 효과는 짧게 짧게 전기가 흐른다는 뜻으로 프로그래밍에서는 어떤 경우에는 정상적으로 실행하고 어떤 경우에는 에러가 나오는 경우를 의미한다. 프로그램의 크기가 크고 복잡한 경우에는 이러한 원인을 파악하기 어렵게 만들기도 한다.

• 1/0은 0으로 나누는 연산으로 division by zero error가 발생하는 것이 맞다.

1/0
---------------------------------------------------------------------------
ZeroDivisionError                         Traceback (most recent call last)
<ipython-input-13-9e1622b385b6> in <module>
----> 1 1/0

ZeroDivisionError: division by zero

• 그런데 아래의 코드는 1/0 연산이 포함되어 있음에도 불구하고 에러를 발생하지 않는다. 그 이유는 a>b 조건식의 결과가 True이고 그 다음 연산자가 or이므로 그 다음의 조건의 결과와 상관없이 전체 결과는 True이기 때문이다.

a=10
b=7
print (a>b or 1/0)

• 아래 코드 또한 마찬가지다. 변수 muyaho가 앞에서 전혀 정의된 적이 없음에도 불구하고 i%2 != 0 조건식의 결과가 False이고 그 다음 연산자가 and이므로 그 다음의 조건과 상관없이 전체 결과는 False이면서 에러를 발생시키지 않는다.

• 그러나 변수 i의 값이 11이라면 에러가 발생한다.

i=10
print (i%2 != 0 and muyaho == 0)

if statements

if문은 조건에 따라 실행을 분기시키는 문으로 if문, if ~ else문, if ~ elif ~ else문이 있다.

• 조건식의 끝에는 반드시 콜론(:)을 붙여야 한다.

• 조건식에 변수가 들어간다면 반드시 미리 정의되어 있어야 한다.

• 조건에 의해서 실행되는 문장들은 반드시 들여쓰기(Indentation)을 해야 한다.

if 문

• 비교해야 할 조건식이 하나라면 if문으로 충분하다.

score = 75
if score >= 75:
  print("success!")

😄문제. 입력받은 점수가 80점 이상이면 ‘Pass!’를 출력하는 코드를 작성하세요.

test case-1

점수: 90
Pass!

test case-2

점수: 70

if ~ else 문

• 비교해야 할 조건식이 True일때와 False일때를 분기하여 실행해야 한다면 if ~ else문이 적합하다.

• 아래 코드에서 print(‘Happy’)는 조건에 의해 실행되는 문장이 아니다. 따라서 들여쓰기가 되어 있지 않다.

state = 'Hit'
if state == 'Hit':
  print("Homerun!")
else:
  print("Strike!")

print("Happy")

• 중첩 if문이란 if문 안에 또 다른 if문이 있는 것을 말한다. 중첩 if뿐만 아니라 중첩 if ~ else문도 가능하다.

• 그러나 중첩 if, 중첩 if ~ else문은 코드가 길어지거나 중첩 레벨에 따라 들여쓰기가 단계별로 깊어지므로 코드가 자칫 복잡해질 수 있다.

a=10
b=7
c=3
query=5
if query>a:
  print("가장 큰 수 이다.")
else:
  if query>b:
    print("두 번째로 큰 수 이다.")
  else:
    if query>c:
      print("세 번째로 큰 수 이다.")
    else:
      print("가장 작은 수 이다.")

if ~ elif ~ else 문(다중 if문)

• 중첩 if ~ else문 대신에 다중 if문(if ~ elif ~ elif ~ else)으로 코드를 간결화 할 수 있다.

• 다중 if문은 조건식이 True인 조건을 만날 때 까지 비교하면서 내려온다.

• 조건식이 True인 조건을 만나면 그 조건에 해당하는 실행문장을 실행한 후, 다음 elif문의 조건을 비교하지 않고 다중 if문 전체를 벗어난다.

• else: 없이 elif 조건:으로 끝날 수도 있으며, 파이썬에서는 전혀 문제되지 않는다.

score = 75
if score >= 90:
    print('A입니다.' )
elif score >= 80 :    # score<=89 and score >=80 이렇게 작성할 필요가 없음
    print('B입니다.' )
elif score >= 70 :
    print('C입니다.' )
elif score >= 60 :
    print('D입니다.' )
else:
    print('F입니다.' )

😄문제. 변수 number와 같은 수, 큰 수, 작은 수를 출력하고 싶었다. 무엇이 문제인지 찾아보시오.

number = 85
if number == 75:
  print('같다.')
if number > 75:
  print('크다.')
else:
  print('작다.')

Indentation

동일 조건하에 실행해야 할 문장들을 블럭으로 만들어 줘야 하며, 동일 블럭은 들여쓰기의 깊이가 같다. 주로 조건문, 반복문 등을 작성하거나 함수, 클래스 등을 정의할 때 들여쓰기를 한다.

• 키보드의 space bar를 눌러 들여쓰기를 할 수도 있지만 tab 키를 눌러 들여쓰면 편하다. shift + tab은 반대로 내어쓰기가 된다.

• 코랩의 설정>편집기>들여쓰기 가이드 표시를 선택해 놓으면 들여쓰기 구분이 쉽다.

• 또한 설정>편집기>편집기에서 코드폴딩을 사용설정합니다.를 선택해 놓으면 들여쓰기 단위로 코드를 접어 놓을 수 있다.

• 동일 블럭에서 들여쓰기가 달라 Indentation error가 발생한다.

score = 90
if score >= 90 :
  print('합격입니다.')
 print('A 등급입니다.')  
    print('장학금도 받을 수 있습니다.')      
  print('효도하시는군요!')

• 아래 코드는 들여쓰기가 다르지만 서로 다른 블럭이므로 정상 실행된다. 그렇지만 블럭에 레벨에 따라 가급적 들여쓰기 깊이를 동일하게 주는 것을 권장한다.

score = 80
if score >= 90 :
  print('합격입니다.')
  print('A 등급입니다.')
  print('장학금도 받을 수 있습니다.')
  print('효도하시는군요!')
else :
       print('다음학기를 노려보세요.')

• 블럭에 들어가야 할 코드가 한줄도 없는 경우에도 Indentation error가 발생한다.

• 블럭안에 들어가야 할 코드를 아직 생각하지 못했다면 키워드 pass를 넣어주면 된다.

if score >= 70:

else:
    print('다음학기를 노려보세요.')
print("end")

Sample Source Code #2

😄 다음 코드를 아래의 세가지 조건으로 실행되도록 비교파트를 수정해보세요.

• (조건1) guess가 number보다 크면 ‘Your guess is high.’

• (조건2) guess가 number보다 작으면 ‘Your guess is low.’

• (조건3) guess와 number가 같으면 지금 메시지 그대로

# This is a guess the number game.
myName = input('Hello! What is your name?')
number = 5
print( 'Well, ' + myName + ', I am thinking of a number between 1 and 20.')

guess = int(input('Take a guess.'))

if guess != number:
 print( 'Your guess is wrong.')
if guess == number:
 print( 'Good job, ' + myName + '! You guessed my number!')

모듈과 모듈 불러오기

모듈은 서로 관련있는 함수들을 모아 놓은 집합이다. 파이썬에는 random, math, sys, … 등 수 많은 모듈들이 정의되어 있고 필요할 때 불러서 쓸 수 있다. 모듈은 한번만 불러오면 현재 소스코드 파일을 닫을 때까지 사용할 수 있으므로 여러 번 불러올 필요가 없다. 따라서 일반적으로 모듈을 불러오는 코드는 소스코드의 맨 위에 모아 놓는다.

모듈을 불러오는 키워드는 import이다. 모듈을 불러오는 방법은 두 가지가 있다.

• 첫 번째는 import 모듈명으로 불러온다. 예를 들어, random 모듈을 불러오려면

import random

이라고 쓰면 된다. random 모듈안에 다양한 함수들, 예를 들어 randint(), seed(), sample(), …, 등 이 있는데 모듈명.함수명()의 형식으로 불러와 사용한다.

import random
print(random.randint(1,100))
print(random.sample(range(100), 2))

• 두 번째는 from 모듈명 import *로 불러온다. 예를 들어,

from random import *

이라고 쓰면 된다. 여기서의 *은 모든 것이라는 의미를 담고 있는데 즉, random 모듈안에 모든 것을 불러온다는 뜻이다. 만약, random 모듈안에 randint() 함수만 불러오려면

from random import randint

와 같이 쓴다. ‘from 모듈명 import’방식으로 불러온 경우에는 모듈명.함수명()이 아니라 함수명()만 쓴다.

from random import *
print(randint(1,100))
print(sample(range(100), 2))

• 여기에서는 random 모듈안에 들어있는 함수중에 randint() 함수만 알아보자.

• randint() 함수는 함수명에서도 추측할 수 있듯이 정수인 난수를 발생시키는 함수이다.

• randint() 괄호안에 시작 수와 끝 수를 명시해주면 그 범위 안에서 난수를 발생시킨다.

• randint(시작 수, 끝 수)

• 끝수는 시작 수보다 같거나 커야 한다.

• 범위에는 끝수까지 포함한다.

import random
random.randint(1, 100)

• 아래의 코드는 에러가 발생한다. 그 이유를 생각해보자.

num = input( )
random.randint(1, num)

Sample Source Code #3

😄 number의 값을 랜덤수로 수정하세요.

• TODO-1: number = 5 대신에 1부터 20 사이의 랜덤 수를 number에 저장하세요.

• TODO-2: Sample Source Code #2에서 여러분이 작성한 비교파트 코드를 #TODO-2 아래에 넣어주세요.

# This is a guess the number game.
myName = input('Hello! What is your name?')
number = 5
print( 'Well, ' + myName + ', I am thinking of a number between 1 and 20.')

guess = int(input('Take a guess.'))

# TODO-2

마무리

• 프로그래밍 제어 구조는 순차, 선택, 반복 구조가 있다.

• 선택구조는 조건에 따라 실행문장을 다르게 분기 시켜 준다.

• 조건문은 비교할 때 사용하는 문으로 if문, if ~ else문, if ~ elif ~ else문이 있다.

• 비교연산자는 if문, while문 등에서 수, 문자열, 변수 등의 값을 비교할 때 사용한다.

• 비교연산자에는 >, < , >=, <=, ==, != 연산자가 있다.

• 논리연산자에는 and, or, not 연산자가 있다.

• 멤버연산자에는 in, not in 연산자가 있다.

• 비교, 논리, 멤버연산자의 결과 값은 bool 타입으로 True 아니면 False로 산출된다.

• import는 모듈을 소스코드 내에서 사용할 수 있도록 포함시키는 키워드다.

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F37.101 컴퓨팅 기초: 처음 만나는 컴퓨팅(First Adventures in Computing) 서울대학교 학부대학 변해선

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