[Python] 기본 라이브러리

1. SYS

sys 모듈은 파이썬 인터프리터가 제공하는 변수와 함수를 직접 제어할 수 있게 해주는 모듈이다.

명령 행에서 인수 전달하기 - sys.argv

C:/User/name/python> python test.py abc pey guido

명령 프롬프트 창에서 위 예처럼 test.py 뒤에 또 다른 값을 함께 넣어 주면 sys.argv 리스트에 그 값이 추가된다.

# argv_test.py
import sys
print(sys.argv)

명령 프롬프트 창에서 다음과 같이 실행해 보자.

 C:/User/name/python> python argv_test.py you need python
['argv_test.py', 'you', 'need', 'python']

python 명령어 뒤의 모든 것들이 공백을 기준으로 나뉘어서 sys.argv 리스트의 요소가 된다.

강제로 스크립트 종료하기 - sys.exit

>>> sys.exit()

sys.exit는 Ctrl+Z나 Ctrl+D를 눌러서 대화형 인터프리터를 종료하는 것과 같은 기능을 한다.

프로그램 파일 안에서 사용하면 프로그램을 중단시킨다.

 

자신이 만든 모듈 불러와 사용하기 - sys.path

sys.path는 파이썬 모듈들이 저장되어 있는 위치를 나타낸다.

즉 이 위치에 있는 파이썬 모듈은 경로에 상관없이 어디에서나 불러올 수 있다.

다음은 그 실행 결과이다.

>>> import sys
>>> sys.path
['', 'C:\\Windows\\SYSTEM32\\python37.zip', 'c:\\Python37\\DLLs', 
'c:\\Python37\\lib', 'c:\\Python37', 'c:\\Python37\\lib\\site-packages']
>>>

위 예에서 ' '는 현재 디렉터리를 말한다.

# path_append.py
import sys
sys.path.append("C:/User/name/python")

위와 같이 파이썬 프로그램 파일에서 sys.path.append를 사용해 경로 이름을 추가할 수 있다.

이렇게 하고 난 후에는 C:/User/name/python 폴더에 있는 파이썬 모듈을 불러와서 사용할 수 있다.

※ 파일 경로를 표시할 때 명령 프롬프트 창에서는 /, \든 상관없지만,
소스코드 안에서는 반드시 / 또는 \\ 기호를 사용해야 한다.

 

2. pickle

pickle은 객체의 형태를 그대로 유지하면서 파일에 저장하고 불러올 수 있게 하는 모듈이다.

다음 예는 pickle 모듈의 dump 함수를 사용하여 딕셔너리 객체인 data를 그대로 파일에 저장하는 방법을 보여 준다.

>>> import pickle
>>> f = open("test.txt", 'wb')
>>> data = {1: 'python', 2: 'you need'}
>>> pickle.dump(data, f)
>>> f.close()

다음은 pickle.dump로 저장한 파일을 pickle.load를 사용해서

원래 있던 딕셔너리 객체(data) 상태 그대로 불러오는 예이다.

>>> import pickle
>>> f = open("test.txt", 'rb')
>>> data = pickle.load(f)
>>> print(data)
{2:'you need', 1:'python'}

위 예에서는 딕셔너리 객체를 사용했지만 어떤 자료형이든저장하고 불러올 수 있다.

 

3. os

OS 모듈은 환경 변수나 디렉터리, 파일 등의 OS 자원을 제어할 수 있게 해주는 모듈이다.

내 시스템의 환경 변수값을 알고 싶을 때 - os.environ

시스템은 제각기 다른 환경 변수 값을 가지고 있는데,

os.environ은 현재 시스템의 환경 변수 값을 보여 준다.

>>> import os
>>> os.environ
environ({'PROGRAMFILES': 'C:\\Program Files', 'APPDATA': … 생략 …})
>>>

위 결괏값은 필자의 시스템 정보이다.

os.environ은 환경 변수에 대한 정보를 딕셔너리 객체로 돌려준다.

자세히 보면 여러 가지 유용한 정보를 찾을 수 있다.

돌려받은 객체가 딕셔너리이기 때문에 다음과 같이 호출할 수 있다.

다음은 시스템의 PATH 환경 변수 내용이다.

>>> os.environ['PATH']
'C:\\ProgramData\\Oracle\\Java\\javapath;...생략...'

디렉터리 위치 변경하기 - os.chdir

os.chdir를 사용하면 다음과 같이 현재 디렉터리 위치를 변경할 수 있다.

>>> os.chdir("C:\WINDOWS")

디렉터리 위치 돌려받기 - os.getcwd

os.getcwd는 현재 자신의 디렉터리 위치를 돌려준다.

>>> os.getcwd()
'C:\WINDOWS'

시스템 명령어 호출하기 - os.system

시스템 자체의 프로그램이나 기타 명령어를 파이썬에서 호출할 수도 있다.

os.system("명령어")처럼 사용한다.

다음은 현재 디렉터리에서 시스템 명령어 dir을 실행하는 예이다.

>>> os.system("dir")

실행한 시스템 명령어의 결괏값 돌려받기 - os.popen

os.popen은 시스템 명령어를 실행한 결괏값을 읽기 모드 형태의 파일 객체로 돌려준다.

>>> f = os.popen("dir")

읽어 들인 파일 객체의 내용을 보기 위해서는 다음과 같이 하면 된다.

>>> print(f.read())

기타 유용한 os 관련 함수

함수설명

os.mkdir(디렉터리)	디렉터리를 생성한다.
os.rmdir(디렉터리)	디렉터리를 삭제한다.단, 디렉터리가 비어있어야 삭제가 가능하다.
os.unlink(파일)	파일을 지운다.
os.rename(src, dst)	src라는 이름의 파일을 dst라는 이름으로 바꾼다.

 

4. shutil

shutil은 파일을 복사해 주는 파이썬 모듈이다.

다음 예시는 src라는 이름의 파일을 dst로 복사한다.

만약 dst가 디렉터리 이름이라면 src라는 파일 이름으로 dst 디렉터리에 복사하고

동일한 파일 이름이 있을 경우에는 덮어쓴다.

>>> import shutil
>>> shutil.copy("src.txt", "dst.txt")

위 예를 실행해 보면 src.txt 파일과 동일한 내용의 파일이 dst.txt로 복사되는 것을 확인할 수 있다.

 

5. glob

가끔 파일을 읽고 쓰는 기능이 있는 프로그램을 만들다 보면

특정 디렉터리에 있는 파일 이름 모두를 알아야 할 때가 있다.

이럴 때 사용하는 모듈이 바로 glob이다.

디렉터리에 있는 파일들을 리스트로 만들기 - glob(pathname)

glob 모듈은 디렉터리 안의 파일들을 읽어서 돌려준다.

 *, ? 등 메타 문자를 써서 원하는 파일만 읽어 들일 수도 있다.

다음은 C:/User/name/python 폴더에 있는 파일 중

이름이 make로 시작하는 파일을모두 찾아서 읽어들이는 예이다.

>>> import glob
>>> glob.glob("C:/User/name/python/mark*")
['C:/User/name/python\\make1.py', 'C:/User/name/python>\\make2.py', 'C:/User/name/python>\\make3.py']
>>>

 

6. tempfile

파일을 임시로 만들어서 사용할 때 유용한 모듈이 바로 tempfile이다.

tempfile.mkstemp()는 중복되지 않는 임시 파일의 이름을 무작위로 만들어서 돌려준다.

>>> import tempfile
>>> filename = tempfile.mkstemp()
>>> filename
'C:\WINDOWS\TEMP\~-214751-0'

tempfile.TemporaryFile()은 임시 저장 공간으로 사용할 파일 객체를 돌려준다.

이 파일은 기본적으로 바이너리 쓰기 모드(wb)를 갖는다.

 f.close()가 호출되면 이 파일 객체는 자동으로 사라진다.

>>> import tempfile
>>> f = tempfile.TemporaryFile()
>>> f.close()

 

7. time

시간과 관련된 time 모듈에는 함수가 굉장히 많다.

time.time

UTC(협정 세계 표준시)를 사용하여 현재 시간을 실수 형태로 돌려주는 함수이다.

1970년 1월 1일 0시 0분 0초를 기준으로 지난 시간을 초 단위로 돌려준다.

>>> import time
>>> time.time()
1644704421.9615316

time.localtime

time.time()이 돌려준 실수 값을 사용해서 연도, 월, 일, 시, 분, 초, ... 의 형태로 바꾸어 주는 함수이다.

>>> time.localtime(time.time())
time.struct_time(tm_year=2022, tm_mon=2, tm_mday=13, tm_hour=7,
    tm_min=18, tm_sec=42, tm_wday=6, tm_yday=44, tm_isdst=0)

time.asctime

위 time.localtime에 의해서 반환된 튜플 형태의 값을 인수로 받아

날짜와 시간을 알아보기 쉬운 형태로 돌려주는 함수이다.

>>> time.asctime(time.localtime(time.time()))
'Sun Feb 13 07:21:31 2022'

time.ctime

time.asctime(time.localtime(time.time()))은 time.ctime()을 사용해 간편하게 표시할 수 있다.

asctime과 다른 점은 ctime은 항상 현재 시간만을 돌려준다는 점이다.

>>> time.ctime()
'Sun Feb 13 07:22:32 2022'

time.strftime

time.strftime('출력할 형식 포맷 코드', time.localtime(time.time()))

strftime 함수는 시간에 관계된 것을 세밀하게 표현하는 여러 가지 포맷 코드를 제공한다.

시간에 관계된 것을 표현하는 포맷 코드

포맷코드설명예

%a	요일 줄임말	Mon
%A	요일	Monday
%b	달 줄임말	Jan
%B	달	January
%c	날짜와 시간을 출력함	06/01/01 17:22:21
%d	날(day)	[01,31]
%H	시간(hour)-24시간 출력 형태	[00,23]
%I	시간(hour)-12시간 출력 형태	[01,12]
%j	1년 중 누적 날짜	[001,366]
%m	달	[01,12]
%M	분	[01,59]
%p	AM or PM	AM
%S	초	[00,59]
%U	1년 중 누적 주-일요일을 시작으로	[00,53]
%w	숫자로 된 요일	[0(일요일),6]
%W	1년 중 누적 주-월요일을 시작으로	[00,53]
%x	현재 설정된 로케일에 기반한 날짜 출력	06/01/01
%X	현재 설정된 로케일에 기반한 시간 출력	17:22:21
%Y	년도 출력	2001
%Z	시간대 출력	대한민국 표준시
%%	문자	%
%y	세기부분을 제외한 년도 출력	01

다음은 time.strftime을 사용하는 예이다.

>>> import time
>>> time.strftime('%x', time.localtime(time.time()))
'05/01/01'
>>> time.strftime('%c', time.localtime(time.time()))
'05/01/01 17:22:21'

*//이해 안가는게 lcaltime이나 ctime이나 출력값은 같지만 ctime을 넣으면 srtftime이 오류난다.

time.sleep

time.sleep 함수는 주로 루프 안에서 많이 사용한다.

이 함수를 사용하면 일정한 시간 간격을 두고 루프를 실행할 수 있다.

#sleep1.py
import time
for i in range(10):
    print(i)
    time.sleep(1)

위 예는 1초 간격으로 0부터 9까지의 숫자를 출력한다.

예시에서 볼 수 있듯이 time.sleep 함수의 인수는 실수 형태를 쓸 수 있다.

즉 1이면 1초, 0.5면 0.5초가 되는 것이다.

 

8. calendar

calendar는 파이썬에서 달력을 볼 수 있게 해주는 모듈이다.

calendar.calendar(연도)로 사용하면 그해의 전체 달력을 볼 수 있다. 결괏값은 달력이 너무 길어 생략하겠다.

>>> import calendar
>>> print(calendar.calendar(2015))

calendar.prcal(연도)를 사용해도 위와 똑같은 결괏값을 얻을 수 있다.

>>> calendar.prcal(2015)

다음 예는 2015년 12월의 달력만 보여 준다.

>>> calendar.prmonth(2015, 12)
December 2015
Mo Tu We Th Fr Sa Su
    1  2  3  4  5  6
7  8  9  10 11 12 13
14 15 16 17 18 19 20
21 22 23 24 25 26 27
28 29 30 31

calendar.weekday

calendar 모듈의 또 다른 유용한 함수를 보자. weekday(연도, 월, 일) 함수는 그 날짜에 해당하는 요일 정보를 돌려준다. 월요일은 0, 화요일은 1, 수요일은 2, 목요일은 3, 금요일은 4, 토요일은 5, 일요일은 6이라는 값을 돌려준다.

>>> calendar.weekday(2015, 12, 31)
3

위의 예에서 2015년 12월 31일은 목요일임을 보여 준다.

 

calendar.monthrange

monthrange(연도, 월) 함수는 입력받은 달의 1일이 무슨 요일인지와 그 달이 며칠까지 있는지를 튜플 형태로 돌려준다.

>>> calendar.monthrange(2015,12)
(1, 31)

위 예는 2015년 12월 1일은 화요일이고, 이 달은 31일까지 있다는 것을 보여 준다.

날짜와 관련된 프로그래밍을 할 때 위 2가지 함수는 매우 유용하게 사용된다.

 

9. random

random은 난수(규칙이 없는 임의의 수)를 발생시키는 모듈이다. random과 randint에 대해 알아보자.

다음은 0.0에서 1.0 사이의 실수 중에서 난수 값을 돌려주는 예를 보여 준다.

>>> import random
>>> random.random()
0.53840103305098674

다음 예는 1에서 10 사이의 정수 중에서 난수 값을 돌려준다.

>>> random.randint(1, 10)
6

다음 예는 1에서 55 사이의 정수 중에서 난수 값을 돌려준다.

>>> random.randint(1, 55)
43

random 모듈을 사용해서 재미있는 함수를 하나 만들어 보자.

# random_pop.py
import random
def random_pop(data):
    number = random.randint(0, len(data)-1)
    return data.pop(number)

if __name__ == "__main__":
    data = [1, 2, 3, 4, 5]
    while data: 
        print(random_pop(data))

결과값:
2 
3 
1 
5 
4

위 random_pop 함수는 리스트의 요소 중에서 무작위로 하나를 선택하여 꺼낸 다음

그 값을 돌려준다. 물론 꺼낸 요소는 pop 메서드에 의해 사라진다.

 

random_pop 함수는 random 모듈의 choice 함수를 사용하여 다음과 같이 좀 더 직관적으로 만들 수도 있다.

def random_pop(data):
    number = random.choice(data)
    data.remove(number)
    return number

random.choice 함수는 입력으로 받은 리스트에서 무작위로 하나를 선택하여 돌려준다.

리스트의 항목을 무작위로 섞고 싶을 때는 random.shuffle 함수를 사용하면 된다.

>>> import random
>>> data = [1, 2, 3, 4, 5]
>>> random.shuffle(data)
>>> data
[5, 1, 3, 4, 2]
>>>

[1, 2, 3, 4, 5] 리스트가 shuffle 함수에 의해 섞여서 [5, 1, 3, 4, 2]로 변한 것을 확인할 수 있다.

 

10. webbrowser

webbrowser는 자신의 시스템에서 사용하는 기본 웹 브라우저를 자동으로 실행하는 모듈이다.

다음 예제는 웹 브라우저를 자동으로 실행하고 해당 URL인 google.com으로 가게 해 준다.

>>> import webbrowser
>>> webbrowser.open("https://darkgraycat.tistory.com/36")

webbrowser의 open 함수는 웹 브라우저가 이미 실행된 상태라면 입력 주소로 이동한다.

만약 웹 브라우저가 실행되지 않은 상태라면 새로 웹 브라우저를 실행한 후 해당 주소로 이동한다.

open_new 함수는 이미 웹 브라우저가 실행된 상태이더라도 새로운 창으로 해당 주소가 열리게 한다.

>>> webbrowser.open_new("https://darkgraycat.tistory.com/36")

[스레드를 다루는 threading 모듈]

컴퓨터에서 동작하고 있는 프로그램을 프로세스(Process)라고 한다.

보통 1개의 프로세스는 한 가지 일만 하지만 스레드(Thread)를 사용하면

한 프로세스 안에서 2가지 또는 그 이상의 일을 동시에 수행할 수 있다.

간단한 예제로 설명을 대신하겠다.

# thread_test.py
import time

def long_task():  # 5초의 시간이 걸리는 함수
    for i in range(5):
        time.sleep(1)  # 1초간 대기한다.
        print("working:%s\n" % i)

print("Start")

for i in range(5):  # long_task를 5회 수행한다.
    long_task()

print("End")

long_task 함수는 수행하는 데 5초의 시간이 걸리는 함수이다.

위 프로그램은 이 함수를 총 5번 반복해서 수행하는 프로그램이다.

이 프로그램은 5초가 5번 반복되니 총 25초의 시간이 걸린다.

하지만 앞에서 설명했듯이 스레드를 사용하면 5초의 시간이 걸리는

long_task 함수를 동시에 실행할 수 있으니 시간을 줄일 수 있다.

다음과 같이 프로그램을 수정해 보자.

# thread_test.py
import time
import threading  # 스레드를 생성하기 위해서는 threading 모듈이 필요하다.

def long_task():
    for i in range(5):
        time.sleep(1)
        print("working:%s" % i)

print("Start")

threads = []
for i in range(5):
    t = threading.Thread(target=long_task)  # 스레드를 생성한다.
    threads.append(t) 

for t in threads:
    t.start()  # 스레드를 실행한다.

print("End")

이와 같이 프로그램을 수정하고 실행해 보면 25초 걸리던 작업이 5초 정도에 수행되는 것을 확인할 수 있다. threading.Thread를 사용하여 만든 스레드 객체가 동시 작업을 가능하게 해 주기 때문이다.

하지만 위 프로그램을 실행해 보면 "Start"와 "End"가 먼저 출력되고

그 이후에 스레드의 결과가 출력되는 것을 확인할 수 있다.

그리고 프로그램이 정상 종료되지 않는다.

 

우리가 기대하는 것은 "Start"가 출력되고 그다음에 스레드의 결과가 출력된 후

마지막으로 "End"가 출력되는 것이다.

이 문제를 해결하기 위해서는 다음과 같이 프로그램을 수정해야 한다.

# thread_test.py
import time
import threading

def long_task():
    for i in range(5):
        time.sleep(1)
        print("working:%s" % i)

print("Start")

threads = []
for i in range(5):
    t = threading.Thread(target=long_task)
    threads.append(t)

for t in threads:
    t.start()

for t in threads:
    t.join()  # join으로 스레드가 종료될때까지 기다린다.

print("End")

스레드의 join 함수는 해당 스레드가 종료될 때까지 기다리게 한다.

따라서 위와 같이 수정하면 우리가 원하던 출력을 보게 된다.