Python

파이썬 Python
<colbgcolor=#ffffff,#1c1d1f><colcolor=#356fa5> 개발	Python 소프트웨어 재단 (PSF)
라이선스	PSF 라이선스
최초 공개	1991년 2월 20일 ([age(1991-02-20)]년 전)
최신 버전	3.13.1 [1]
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1. 개요

2. 디자인

2.1. 철학

2.2. 들여쓰기 기반 코드 블록 처리

2.3. 순수 객체 지향

2.4. 변수 선언의 부재

#!syntax rust
let mut hello = "world!";

#!syntax python
hello = "world!"

#!syntax python
from typing import Final

# 작명 규칙을 이용한 상수 표기
HELLO = "world!"
# 작명 규칙과 타입 힌트를 이용한 상수 표기
HELLO_WORLD: Final = "hello, world!"

# 상수 표기는 단순한 convention이기 때문에 재할당도 가능하다.
HELLO = 3

2.5. 느긋한 연산 (lazy evaluation)

#!syntax python
# 제너레이터 함수
def get_multipe(number_to_muliply, limit=100):
    for multiple in range(1, limit + 1):
        yield number_to_muliply * multiple

multiple = get_multipe(2)
print(next(multiple))  # 결과: 2
print(next(multiple))  # 결과: 4
print(next(multiple))  # 결과: 6
...
print(next(multiple))  # 결과: 200

for multiple in get_multipe(3):
    print(multiple, end=', ')
# 3, 6, 9, ... 300, 으로 출력됨.

2.6. 컴프리헨션

#!syntax python
[f"{i:03d}" for i in range(100) if i % 3 == 0 or i % 2 == 0]

2.7. PEP

3. 장점

3.1. 신속한 개발 속도

xkcd 353화 [8]

3.2. 과학 및 공학 친화성

3.3. 거대한 생태계

3.4. 쉬운 난이도 및 교육의 편의성

4. 단점

4.1. 낮은 진입장벽의 부작용

4.2. 배포(distribution)상의 어려움 [17]

4.3. 속도와 메모리 용량

4.3.1. 속도 향상 방법

4.3.1.1. 반복문 피하기

#!syntax python
# 비효율적인 프로그래밍의 예시

sum_result = 0
for i in range(1, 10001):
    sum_result += i

# 1부터 10000까지 모두 더한 값인 50005000이 나옴.
print(sum_result)

#!syntax python
# 효율적인 프로그래밍의 예시

# 1부터 10000까지 모두 더한 값인 50005000이 나옴.
print(sum(range(1, 10001)))

4.3.1.2. C 바인딩 된 외부 라이브러리 사용하기

4.3.1.3. 비동기 IO 사용하기

4.3.1.4. 다른 구현체 사용하기

4.4. GIL

5. 구현체 목록

6. 개발 환경

6.1. 개발 도구

• Visual Studio Code(약칭 VSCode)
• PyCharm
• Jupyter Notebook 혹은 JupyterLab
• replit
• IPython
• IDLE(기본 탑재)
• REPL(기본 탑재)

6.2. 패키지 관리

6.2.1. PyPI

#!syntax sh
pip install package

#!syntax sh
poetry add package

6.2.2. Anaconda

#!syntax sh
conda install package

pip install --user

6.3. 가상 환경

• venv
  파이썬 3.3부터 추가된 가상 환경 관리 내장 모듈이다. 내장이기에 파이썬만 설치하면 python -m venv <가상 환경 이름>라는 단 한 줄의 명령만으로 매우 간편하게 사용이 가능하다. 가상 환경 설치 후 < 가상 환경 이름 >/bin/activate을 실행하면 가상 환경이 실행된다. 가상 환경 실행 중 deactive라는 명령으로 바로 가상 환경을 종료할 수 있다.
• virtualenv
  파이썬 가상 환경 관리자로, 패키지를 마음대로 설치할 수 있는 가상 환경을 생성한다. 각 프로젝트마다 자신이 사용할 가상 환경을 만들어주면 프로젝트마다 필요한 패키지를 따로 설정해 주는 것이 가능하다.
  {{{#!syntax sh

• conda
  Anaconda나 Miniconda를 설치하면 사용할 수 있다.
  {{{#!syntax sh

7. 주요 패키지

• 수학, 공학 및 통계학: NumPy, SciPy, SymPy, Pandas, Polars, Modin, Spark
• dask: CPU 중심의 병렬 컴퓨팅 전용 NumPy 및 Pandas 라이브러리. 해당 라이브러리를 이용한 파이썬 작업들은 파티셔닝을 통해 CPU의 각 코어에 할당된다.
• Ray
• CuPy/CuDf: NVIDIA CUDA API를 이용한 GPGPU 컴퓨팅 전용 NumPy 및 Pandas 라이브러리. CUDA API는 엔비디아 GPU에서만 동작하므로 이 두 라이브러리도 엔비디아 그래픽카드가 달려 있는 PC, 워크스테이션, 서버에서만 구동가능하다.
• 그래프: matplotlib, Seaborn, PyQtGraph, Bokeh, Plotly, Pygal
• 엑셀 자동화, 파일 처리 자동화, 웹 크롤링/스크래핑 등 자동화 프로그램
• 동기형(WSGI) 웹 프레임워크: Django, Flask, Bottlepy
• 비동기형(ASGI) 웹 프레임워크: Uvicorn, Starlette, FastAPI
• 머신 러닝/딥 러닝: scikit-learn, TensorFlow, 파이토치, Keras, Jax
• 컴퓨터 비전: OpenCV
• 프론트엔드/GUI: tkinter, PyQt, PySide, wxPython, PyGTK
• 게임: Pygame, 렌파이(비주얼 노벨)
• VFX 프로그램을 비롯한 다양한 개발 툴의 스크립트 언어
• 크로스 플랫폼 앱: Kivy, Beeware
• 데이터베이스와 SQL: sqlite, pymongo, SQLAlchemy
• 파이썬 고속/병렬화/컴파일 지원: Numba
• BeautifulSoup: XML, HTML 파싱을 쉽게 할 수 있는 라이브러리이다.
• dateutil: 복잡한 날짜 및 시간 형식을 다루는 라이브러리이다. 표준 라이브러리에 포함된 datetime만으로 해결하기 어려운 날짜/시간 문자열 처리나 국제 시간에 관련된 기능을 제공한다.
• 셀레니움(Selenium): 웹 페이지 조작과 크롤링
• 필로우(Pillow): PIL은 개발이 예전에 중지되었고, PIL의 포크(fork)인 Pillow가 그 역할을 대신하고 있다. Pillow를 쓰자. PIL은 Python Imaging Library의 머리글자로 간편한 이미지 처리를 위한 라이브러리이다.
• PyYAML: YAML 형식의 파일을 읽고 쓰기 위해 사용하는 라이브러리이다.
• requests: HTTP 요청을 보낼 때 사용하는 라이브러리이다. 표준 라이브러리에 내장된 urllib 모듈에 비해 사용이 편리하고 기능이 뛰어나다.
• tossi: 야생의 땅: 듀랑고를 개발한 왓 스튜디오에서 개발한 한국어 조사 처리 라이브러리. 같은 인물이 만든 korean 모듈을 대체했다.
• argparser 터미널에서 명령어 parser 지원
• 스크래피(Scrapy): 웹 스크래핑 및 크롤링을 쉽게 할 수 있도록 만들어진 패키지이다.

7.1. 코드 퀄리티 관리

• 포매터
• ruff: Rust로 제작된 린터이자 포매터로, 지금까지 코드 퀄리티 관리 툴들에 비해 비교가 힘들 정도로 매우 빠르면서도 Flake8, isort, pydocstyle, autoflake, Black 등 기존의 툴들과 호환되기에 큰 인기를 얻고 있다.
• Black: The Uncompromising Code Formatter(타협하지 않는 코드 포매터)라는 표어에서 나타나듯이, 다른 포매터에 비해 사용자가 설정할 수 있는 옵션이 매우 적은 것이 특징이다. 내가 원하는 코드 스타일이 아니라 Black이 강요하는 스타일을 따라가야 한다는 단점이 있지만, Black으로 처리한 코드는 누가 쓰든 비슷하기 때문에 일관성은 매우 뛰어나다. 개발자가 신경 써야 할 것을 최소화한다는 점 덕분에 후발 주자임에도 빠르게 인기를 얻었다. 어떤 식으로 코드를 자동으로 수정하는지는 여기에서 체험해 볼 수 있다.
• isort: import 문을 일관성 있게 정렬해 준다.
• autopep8: 파이썬 공식 스타일 가이드인 PEP 8에 맞게 코드를 고쳐준다.
• yapf: 구글에서 개발한 스타일 검사 도구.

• 린터
• Flake8: 속도가 아주 빠르다. 그리고 플러그인을 더 설치해서 원하는 검사 방식을 추가할 수도 있다. PyPI에 관련 플러그인은 100가지도 넘게 있다. 그 중 선별된 목록도 있다.
• Pylint: Python 코드를 검사하여 오류나 바람직하지 않은 문법을 잡아내는 도구이다.

• 정적 타입 검사기
• MyPy: Python을 위한 정적 타입 검사기의 원조로, 순수 파이썬으로 작성되었다.
• Pyre: 메타에서 만든 정적 타입 검사기로, Ocaml로 작성되었다.
• Pyright: 마이크로소프트에서 개발한 정적 타입 검사기로, TypeScript로 작성되었다. Visual Studio Code 플러그인을 정식 지원하며, 플러그인이 아닌 명령줄 도구로 사용하려면 Node.js를 설치해야 한다.
• Pytype: 구글에서 만든 정적 타입 검사기이다.

7.2. 확장 모듈

• Cython: 싸이썬이라고 읽는다. 기존 파이썬 코드와 비슷한 문법으로 컴파일 과정을 통해 빠르게 실행할 수 있는 CPython용 확장 모듈을 제작하기 위한 패키지다. CPython의 속도를 높이고자 아예 C 언어로 변환하여 컴파일하는 방법을 사용한다. 파이썬의 문법을 확장하여 정적 타입 선언 기능을 넣어, 기존의 C 코드를 쉽게 접착할 수 있도록 만들었다. CPython C API를 이용하여 C 코드를 직접 접착하는 기존의 방식보다 훨씬 사용하기 쉽고, C 언어로 변환되어 컴파일된다는 점 때문에 ctypes의 오버헤드 없이 C와 호환되는 라이브러리를 직접 사용할 수 있다. [35] 이것을 제대로 사용하면 적게는 열 배 정도에서 많게는 천 배 이상까지 속도 향상(C의 속도)을 경험할 수 있다. Cython은 이미 작성된 파이썬 코드를 재활용하기 위한 목적이 아니라 C/C++로 작성된 코드를 사용하기 위함이며 기존 파이썬 코드를 그대로 사용할 경우 컴파일은 되지만 유의미한 성능 향상을 얻을 수 없다. C 언어 코드를 파이썬 코드 사이에 섞어 넣을 수 있을 정도의 C 언어에 대한 지식이 필요하다. 대표적으로 사용된 예시로는 비동기 이벤트 루프인 uvloop가 있다. 본인이 쓴 코드를 다른 사람들이 읽을 수 없게 하는 난독화(obfuscation)에 이용되기도 한다.
• pybind11
• Numba

7.3. 외부 함수 인터페이스(FFI)

• 확장 모듈은 파이썬의 API와 자료형을 사용하고 FFI는 C의 자료형을 사용한다. 예를 들어 list의 모든 요소를 더하는 함수를 작성한 다면 확장 모듈에서는 list 객체를 그대로 C로 보내어 CPython의 타입(PyListObject*)과 CPython API의 함수(PyList_GetItem)을 통해 list의 요소에 접근한다면 FFI에서는 파이썬에서 C 배열을 할당하여 데이터를 복사한 후 C로 포인터를 전달한다.
• 확장 모듈은 별도의 컴파일이 필요하고 FFI는 C 라이브러리를 날것 그대로 사용할 수 있다.
• 확장 모듈은 파이썬 구현체에 독립적이고 FFI 코드는 다른 구현체(PyPy)에서도 사용할 수 있다.

• ctypes: 파이썬 내장 모듈이다.
• cffi: 파이썬 파일 안에 C 선언을 그대로 사용하는 혁명적인 방식을 제공하는 라이브러리이다.[36]
• PyO3: Rust용 FFI이다.

7.4. 기타

8. 문법

9. 설치

sudo apt-get install python3

10. 코드 스타일

11. 학습

11.1. 공식 튜토리얼

11.2. 유튜브

• 나도코딩: 초보자를 대상으로 한 강의는 370만 이상의 조회수를 기록할 만큼 매우 인기가 좋다. 채널 자체가 파이썬을 타겟으로 다방면인 사용법을 다루기도 하지만, 초보자를 위한 강의도 존재한다.
• 생활코딩: 파이썬을 활용한 웹 서버 개발을 설명한다. 특유의 깔끔하고 비유적인 설명이 초보자에게 좋다. 다만 애초에 채널 자체가 웹 개발을 위주로 설명하는 곳이기 때문에, 파이썬을 이용한 웹 개발만 배울 수 있지 다른 분야에 대한 설명은 없다.
• 조코딩: 점프 투 파이썬 교재를 활용한 강의를 진행한다.
• 윤인성: 혼자 공부하는 파이썬 교재의 무료 강의를 공개했다. 딕션과 말의 빠르기, 책에서 다루지 못한 내용들, 다른 방식으로 했을 경우의 문제점까지 사소한 것부터 대략적인 흐름을 다시 짚어주는 등 강의 퀄리티가 꽤 좋다.
• 임커밋: 파이썬의 여러 가지 기능들을 재미있게 설명한다.

11.3. 웹사이트

• 점프 투 파이썬: 온라인에서도 볼 수 있지만 서적으로도 출간되었다. 시작이 온라인이라 그런지, 질의응답을 잘 해주기로 알려져 있다.
• 왕초보를 위한 Python: 이름 그대로 파이썬의 기본기를 설명해 준다.
• 파이썬으로 배우는 알고리즘 트레이딩: 파이썬을 통한 알고리즘 트레이딩을 배울 수 있다.
• 초보자를 위한 파이썬 300제: 마치 문제집 같은 형식으로 직접 풀면서 연습해 보기 좋다.
• 리브레 위키 프로그래밍 시리즈
• 쉽게 배우는 프로그래밍 입문/파이썬
• 중급 프로그래밍 시리즈/파이썬
• 고급 프로그래밍 시리즈/파이썬

11.4. 도서

• 바로 쓰는 파이썬(기초편): 서울대학교의 일부 강좌에서 학부 수업용 교재로 사용하기 시작하였다.
• Do It! 점프 투 파이썬: 위키독스의 내용을 엮어서 낸 파이썬 입문 서적. 기초적인 내용을 다루며 비전문가가 따라가기 쉽게 되어 있다. 입문서이기 때문에 파이썬에 대해 잘 아는 경우 추천하지는 않는다. 해당 책은 국내에 커뮤니티가 형성( 네이버 카페)되어 있어서 질문/답변이 빠르다.
• 밑바닥부터 시작하는 딥 러닝: 일본의 사이토 고키가 쓴 "밑바닥부터 시작하는 딥 러닝"이라는 책이다. 원서 일본어로 나왔는데, 일본 내에서 사이토 고키가 직접 감수를 맡은 영어판이 같이 나와 이 영어판을 기반으로 미국에서 인기를 끌었다.
• 파이썬 알고리즘 인터뷰: 파이썬으로 알고리즘 문제를 풀이하는 책도 나와 있다. 자료 구조와 알고리즘을 그림으로 도식화해 이해하기 쉽게 설명하고, 카카오 코딩 테스트 기출 문제 포함 주제별 다양한 알고리즘 코딩 테스트 문제를 다양한 각도에서 풀고 있다.
• 혼자 공부하는 파이썬: 일명 혼공파. 비전공자 대상으로 출간된 파이썬 입문서로, 책이 두꺼운 편이지만 친절한 설명되어 있고 예제가 많다. 저자의 유튜브 채널에는 100여개의 무료 강의가 제공되고 있으며, 댓글로 질문을 남기면 저자가 직접 답변을 달아준다.
• 파이썬 코딩 도장: 입문부터 중급자 수준까지의 내용을 담고 있는 책. 동영상 강의가 지원되며, 웹에서 내용을 무료로 볼 수도 있다.
• 모두의 파이썬: 파이썬을 입문할 때 최고의 책이다. 오류가 날 시 어떻게 할지 따로 부록에도 있으며, 다양한 예재와 마지막의 게임 만들기까지 입문 시 추천하는 책이다. 다만 중수 이상부터는 쉽게 느껴질 수 있다.

12. 몬티 파이썬의 패러디

13. 여담

• C++, Java와 함께 구글의 3대 개발 언어 중 하나로 알려져 있다.
• 문명 4의 스크립트 언어로 쓰였다. Lua와 더불어 게임 스크립트 언어의 양대 산맥.
• 심즈 4 역시 파이썬을 기반으로 해서 동작한다. 클라이언트를 살짝 보면 수많은 .pyo 파일들의 향연을 볼 수 있다. 심즈 4의 최적화는 나름 우수한 편. 근데 pyo가 3.5 버전에서 삭제되고 pyc로 대체되었다.
• 킹덤 언더 파이어의 엔진에도 쓰였다. 500여 개의 자체 모듈이 누더기처럼 돌아갔다고 한다.
• 월드 오브 탱크는 상당 부분이 파이썬으로 구현되어 있다. 유저가 작성하는 모드도 로직 부분은 파이썬으로 구현된다.
• EVE 온라인은 파이썬의 경량/고속 실행 버전인 Stackless Python으로 작성되었다. 개발사 CCP Games는 파이썬썬 재단의 정식 후원자이기도 하다.
• 터미너스: 좀비 생존자들이라는 국산 좀비 생존 게임도 파이썬으로 구현되어 있다. 개발자가 인터뷰에서 파이썬은 개발 속도가 빠르지만, 코드를 끊임없이 최적화해야 했다고 말했다.
• 코드컴뱃 홈페이지. 파이썬을 게임의 형식을 빌려 배울 수 있는 사이트이다.
• 2014년 8월 30일 파이콘 2014가 PyCon이 한국에서 개최된 것을 시작으로 파이콘 2023까지 개최되었다.
• 2016년에는 PyCon APAC가 한국에서[48] 성공리에 개최되었다. #공식 홈페이지
• 도널드 글로버가 자신의 노래 가사에 파이썬을 배우라는 가사를 넣기도 했다.
• 투어라이브의 백엔드 기술의 대부분은 파이썬으로 구현되어 있다.
• 2020년 5월, 3.9부터는 비스타와 7을 지원하지 않는다.
• Chinese Python이라는, 중국어 기반의 언어가 개발되기도 했다.
• 2022년 Trellix가 파이썬 모듈 중 하나인 tarfile에 사용자의 파일을 멋대로 덮어쓸 수 있는 취약점을 보고했다. 사실 2007년에 이미 보안에 문제가 있는 모듈임이 알려져 있었으나[49] 개발자 노트에 경고문만 남겨둔 채 방치한 결과 깃허브에서만 최소 35만 개의 리포지터리가 취약점이 있는 것으로 밝혀졌다. 방법도 ..을 이용해 상위 디렉터리에 접근한다는 허무할정도로 쉬운 방법. 2023년 10월에나온 3.12버전부터 추가된 필터를 통해 적절하게 입력값을 검증해야 한다.
  

14. 관련 문서

• 귀도 반 로섬 (Python 창시자)

15. 외부 링크

• https://www.python.org/