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2차원 배열이란

2차원 배열은 숫자나 문자를 정리해서 저장할 수 있는 표와 같은 것이다. 엑셀이나 구글 스프레드시트를 생각해보면 쉽게 이해할 수 있다. 표의 각 칸에는 하나의 값이 들어가고, 이 값들은 행과 열로 구분된다.

2차원 배열의 예시

예를 들어, 다음과 같은 표가 있다고 하자:

0열 1열 2열

이 표는 3개의 행과 3개의 열로 이루어져 있다. 각 칸에는 숫자가 들어있다. 이 표를 2차원 배열이라고 부른다.

파이썬에서 2차원 배열 만들기

파이썬에서는 리스트라는 것을 사용해서 2차원 배열을 만들 수 있다. 리스트는 여러 개의 값을 한 곳에 모아놓는 방법이다. 2차원 배열을 만들기 위해서는 리스트 안에 리스트를 넣으면 된다.

array = [
    [1, 2, 3],
    [4, 5, 6],
    [7, 8, 9]
]

위의 코드는 3x3 크기의 2차원 배열을 만든다. 첫 번째 리스트 [1, 2, 3]는 첫 번째 행을 나타내고, 두 번째 리스트 [4, 5, 6]는 두 번째 행을 나타낸다.

2차원 배열에서 값 꺼내기

2차원 배열에서 특정 값을 꺼내려면 행과 열의 위치를 알려줘야 한다. 예를 들어, 첫 번째 행과 두 번째 열에 있는 값을 꺼내려면 다음과 같이 하면 된다.

value = array[0][1]  # 결과는 2

여기서 array은 첫 번째 행(0행)과 두 번째 열(1열)에 있는 값을 의미한다. 파이썬에서는 숫자를 셀 때 0부터 시작한다는 점을 기억하자.

2차원 배열에서 부분 배열 꺼내기

2차원 배열에서 여러 개의 값을 한꺼번에 꺼내는 것도 가능하다. 이를 슬라이싱이라고 한다. 예를 들어, 첫 번째와 두 번째 행을 꺼내려면 다음과 같이 한다.

rows = array[0:2]  # 결과는 [[1, 2, 3], [4, 5, 6]]

여기서 array[0:2]는 첫 번째 행(0행)과 두 번째 행(1행)을 의미한다.

2차원 배열에서 인덱싱과 슬라이싱을 활용하면 특정 행, 열 또는 부분 배열을 쉽게 추출할 수 있다. 이를 통해 데이터 분석, 이미지 처리 등 다양한 분야에서 효율적으로 데이터를 다룰 수 있다. 아래 예제는 NumPy 라이브러리를 사용하여 2차원 배열을 처리하는 방법을 보여준다.

예시: 2차원 배열 생성 및 인덱싱, 슬라이싱

먼저, NumPy를 사용하여 2차원 배열을 생성하고, 인덱싱과 슬라이싱을 통해 특정 부분을 추출하는 예제를 살펴보자.

import numpy as np

# 2차원 배열 생성
array = np.array([
    [1, 2, 3, 4, 5],
    [6, 7, 8, 9, 10],
    [11, 12, 13, 14, 15],
    [16, 17, 18, 19, 20]
])

# 배열 출력
print("원본 배열:")
print(array)

인덱싱 예제

특정 행과 열의 요소를 추출하는 방법이다.

# 두 번째 행의 세 번째 요소 (8) 추출
element = array[1, 2]
print("\\\\n두 번째 행의 세 번째 요소:", element)

# 마지막 행의 마지막 요소 (20) 추출
element = array[-1, -1]
print("마지막 행의 마지막 요소:", element)

슬라이싱 예제

배열의 특정 부분을 추출하는 방법이다.

# 첫 두 행과 첫 세 열 추출
sub_array = array[:2, :3]
print("\\\\n첫 두 행과 첫 세 열:")
print(sub_array)

# 두 번째 행부터 끝까지, 세 번째 열부터 네 번째 열까지 추출
sub_array = array[1:, 2:4]
print("\\\\n두 번째 행부터 끝까지, 세 번째 열부터 네 번째 열까지:")
print(sub_array)

# 모든 행에서 두 번째 열만 추출
column = array[:, 1]
print("\\\\n모든 행에서 두 번째 열:")
print(column)

# 모든 열에서 세 번째 행만 추출
row = array[2, :]
print("\\\\n모든 열에서 세 번째 행:")
print(row)

문자열 인덱싱

문자열 인덱싱은 문자열의 특정 위치에 있는 문자를 가져오는 방법이다. 인덱스는 0부터 시작하며, 음수 인덱스를 사용하면 문자열의 끝에서부터 역순으로 접근할 수 있다.

# 문자열 설정
text = "Hello, World!"

# 인덱싱 예제
print(text[0])  # 출력: H (첫 번째 문자)
print(text[7])  # 출력: W (여덟 번째 문자)
print(text[-1])  # 출력: ! (마지막 문자)
print(text[-5])  # 출력: o (뒤에서 다섯 번째 문자)

문자열 슬라이싱

문자열 슬라이싱은 문자열의 일부분을 추출하는 방법이다. 슬라이싱은 [start:end:step] 형식을 사용하며, start는 시작 인덱스, end는 끝 인덱스(포함되지 않음), step은 간격을 의미한다.

# 문자열 설정
text = "Hello, World!"

# 슬라이싱 예제
print(text[0:5])  # 출력: Hello (0번 인덱스부터 4번 인덱스까지)
print(text[7:12])  # 출력: World (7번 인덱스부터 11번 인덱스까지)
print(text[:5])  # 출력: Hello (처음부터 4번 인덱스까지)
print(text[7:])  # 출력: World! (7번 인덱스부터 끝까지)
print(text[:])  # 출력: Hello, World! (전체 문자열)
print(text[::2])  # 출력: Hlo ol! (2칸씩 건너뛰며 추출)
print(text[::-1])  # 출력: !dlroW ,olleH (역순으로 추출)

인덱싱과 슬라이싱을 동시에 활용한 실무 예제 - 로그 파일에서 날짜와 오류 메시지 추출하기

문자열 인덱싱과 슬라이싱을 동시에 활용하면 문자열의 특정 부분을 효율적으로 추출하고 조작할 수 있다. 예를 들어, 로그 파일에서 특정 정보를 추출하거나, 텍스트 데이터에서 특정 패턴을 찾는 작업에 유용하다.

로그 파일의 각 줄에서 날짜와 오류 메시지를 추출하는 예제를 살펴보자. 로그 파일의 형식은 다음과 같다:

2024-08-07 12:34:56 ERROR: Something went wrong
2024-08-07 12:35:56 INFO: All systems operational
2024-08-07 12:36:56 ERROR: Another error occurred

이 로그 파일에서 날짜와 오류 메시지만 추출하는 코드를 작성해보자.

# 로그 파일의 각 줄을 리스트로 저장
log_lines = [
    "2024-08-07 12:34:56 ERROR: Something went wrong",
    "2024-08-07 12:35:56 INFO: All systems operational",
    "2024-08-07 12:36:56 ERROR: Another error occurred"
]

# 날짜와 오류 메시지를 추출하는 함수
def extract_error_info(log_lines):
    for line in log_lines:
        if "ERROR" in line:
            # 날짜 추출 (인덱싱과 슬라이싱을 동시에 활용)
            date = line[:10]  # 처음 10글자: 2024-08-07
            # 오류 메시지 추출
            error_message = line[line.index("ERROR:") + 7:]  # "ERROR:" 다음부터 끝까지
            print(f"Date: {date}, Error: {error_message}")

# 함수 호출
extract_error_info(log_lines)

결과

Date: 2024-08-07, Error: Something went wrong
Date: 2024-08-07, Error: Another error occurred

설명

1. 날짜 추출: line[:10]을 사용하여 문자열의 처음 10글자를 추출한다. 이는 날짜를 의미한다.
2. 오류 메시지 추출: line.index("ERROR:") + 7을 사용하여 "ERROR:" 문자열의 위치를 찾고, 그 이후의 문자열을 추출한다.

이 예시는 인덱싱과 슬라이싱을 동시에 활용하여 문자열에서 필요한 정보를 효율적으로 추출하는 방법을 보여준다. 이러한 기법은 로그 파일 분석, 데이터 전처리 등 다양한 실무 상황에서 유용하게 사용될 수 있다.

복합 연산자는 변수의 값을 업데이트할 때 사용하는 연산자로, 기본 연산자와 할당 연산자를 결합한 형태이다. 예를 들어, +=, -=, *=, /=, %=, **=, //= 등이 있다. 이러한 연산자는 코드의 가독성을 높이고 간결하게 만들어준다.

예시 1: += 연산자

# 초기 값 설정
x = 5

# 복합 연산자 사용
x += 3  # x = x + 3과 동일

print(x)  # 출력: 8

예시 2: = 연산자

# 초기 값 설정
y = 10

# 복합 연산자 사용
y -= 4  # y = y - 4와 동일

print(y)  # 출력: 6

예시 3: = 연산자

# 초기 값 설정
z = 7

# 복합 연산자 사용
z *= 2  # z = z * 2와 동일

print(z)  # 출력: 14

예시 4: /= 연산자

# 초기 값 설정
a = 20

# 복합 연산자 사용
a /= 5  # a = a / 5와 동일

print(a)  # 출력: 4.0

예시 5: %= 연산자

# 초기 값 설정
b = 13

# 복합 연산자 사용
b %= 4  # b = b % 4와 동일

print(b)  # 출력: 1

예시 6: *= 연산자

# 초기 값 설정
c = 2

# 복합 연산자 사용
c **= 3  # c = c ** 3과 동일

print(c)  # 출력: 8

예시 7: //= 연산자

# 초기 값 설정
d = 15

# 복합 연산자 사용
d //= 2  # d = d // 2와 동일

print(d)  # 출력: 7