데이터 재료과학 (제 6강)

IO

• 1. 목표
• 2. 개념
• 3. 예시
  • 3.1. 예시 - 화면에 출력, 기보드로 입력
  • 3.2. 예시 - 입력된 값을 모두 더하기
  • 3.3. 예시 - 위 예시를 바꿔서, 입력된 총 값의 평균을 구하는 Script를 작성해보자.
  • 3.4. 예시 - 텍스트 파일 쓰기
  • 3.5. 예시 - 텍스트 파일 읽기
  • 3.6. 예시 - 성적 처리
  • 3.7. 예시 - 여러 파일을 대상으로 반복하기.
  • 3.8. 예시 - 모든 파일의 이름 바꾸기
• 4. 문자열 포매팅
  • 4.1. 퍼센트 (%) 방식
  • 4.2. str.format()는 다루지 않겠다.
  • 4.3. f-string
  • 4.4. 파일 쓰기 연습
  • 4.5. 파일 읽기 연습

1. 목표

• INPUT/OUTPUT 개념 이해
• 파일을 활용해 데이터 input/output의 활용
• NumPy 기초를 이해 및 활용

2. 개념

Python에서 파일을 통한 I/O는 open() 함수 활용한다 - 자세한 설명은 여기를 참고바람.

open함수를 통해 파일 오브젝트를 생성하고, 이를 통해 파일로 data를 입력하거나, 파일로부터 data를 불러올 수 있다. open의 경우 파일을 여는 여러가지 모드가 있다.

open함수에 arguments로 filename을 입력하고, 모드를 지정한다.

• read
• write
• append
• binary

• myFile = open(file=’filenamehere’, mode=’r’)

• myFile = open(file=’filenamehere’, mode=’w’)

• myFile = open(file=’filenamehere’, mode=’a’)

• myFile = open(file=’filenamehere’, mode=’binary’)

3. 예시

3.1. 예시 - 화면에 출력, 기보드로 입력

  # 키보드를 통한 입력
  my_value1=input("하나의 값을 입력하시오")
  my_value2=input("하나의 값을 입력하시오")

  print(my_value1+my_value2)
  # 화면에 출력

3.2. 예시 - 입력된 값을 모두 더하기

  val=0.
  while True:
    inp = input("?")
    if len(inp)==0: break
    else:
      val=val+float(inp)

  print("총 합은", val, "입니다.")

3.3. 예시 - 위 예시를 바꿔서, 입력된 총 값의 평균을 구하는 Script를 작성해보자.

3.4. 예시 - 텍스트 파일 쓰기

이번 예시를 통해 example.txt라는 파일을 만들고 글을 적는다.

  # 파일 쓰기
  with open("example.txt", "w" encoding="utf-8") as f:
      f.write("Hi people in Changwon National University!\n")
      f.write("This is an example text file!\n")

3.5. 예시 - 텍스트 파일 읽기

  # 파일 읽기
  with open("example.txt", "r", encoding="utf-8") as f:
      lines = f.readlines()  # 모든 줄을 리스트로 읽기
  for line in lines:
      print(line.strip())  # strip() → 줄바꿈 제거

3.6. 예시 - 성적 처리

다음 파일 을 읽고 평균, 표준 편차, 그리고 최고점과 최저점을 받은 학생 번호를 찾는 파이썬 프로그램을 만들어 보자.

  ID Score
  --------------
  xxxx5093  14.0
  xxxx5298  53.0
  xxxx3374  28.0
  xxxx3374  41.0
  xxxx5116  15.0
  xxxx5122  16.0
  xxxx5102  10.0
  xxxx6114   6.0
  xxxx5108  26.0
  xxxx6135  22.0
  xxxx4246  12.0
  xxxx1513  11.0
  xxxx5115  42.0
  xxxx5140  41.0
  xxxx5105  44.0
  xxxx4254  67.0
  xxxx3341  47.0
  xxxx5100  48.0
  xxxx4264  55.0
  xxxx5127  53.0
  xxxx4235  44.0
  xxxx4249  67.0
  xxxx4257  41.0
  xxxx5146  53.0
  xxxx4273  62.0
  xxxx4275  64.0
  xxxx4258  62.0
  xxxx4282  58.0
  xxxx4236  77.0
  xxxx4269  38.0
  xxxx4445  50.0
  xxxx5142  53.0

3.7. 예시 - 여러 파일을 대상으로 반복하기.

위 예싱에 주어진 형식의 파일이 여럿 있다면, CLI에서 활용 가능한 Python module을 만들어 각 파일마다 작업을 반복 수행해보자. 실습을 위해 다음 링크의 파일을 활용하자. 파일

3.8. 예시 - 모든 파일의 이름 바꾸기

다음 압축파일을 풀어서 살펴보자. 여기서 파일 이름에서 ‘WZ’를 모두 ‘EX’로 바꾸고 싶다. 어떻게 해야할까?

  c:\users\user> ren 00_DD_WZ_01.csv 00_DD_EX_01.csv
  c:\users\user> ren 00_DD_WZ_02.csv 00_DD_EX_02.csv
  ...

혹은 복사?

  c:\users\user> cp 00_DD_WZ_01.csv 00_DD_EX_01.csv
  c:\users\user> cp 00_DD_WZ_02.csv 00_DD_EX_02.csv
  ...

혹은 마우스로 일일이 눌러서 바꿀 수도 있겠다. Python으로 가능할까?

  # os.copy
  # glob
  # os.getcwd()
  # os.listdir(os.getcwd())
  # `str`의 split을 찾거나, 혹은 index를 활용해 바꿀 수도 있겠다.

4. 문자열 포매팅

4.1. 퍼센트 (%) 방식

문자열에 %s, %d, %i, %f기호를 삽입하여 문자나 값을 대체하여 넣을 수 있다. 아래 예문을 보면, name과 density를 print가 되는 문자열 속에 특정 위치에 삽입 후 출력하는 것을 확인할 수 있다.

name='Iron'
density=7.87
print('The density of %s is %d g/cm^3'%(name,density))

• 문자
• 정수1
• 정수2
• 실수

• %s

• %d

• %i

• %f

문자열 속의 실수(float)의 경우 소수점자리를 수정하여 표현할 수 있다. 아래 예제를 살펴보면, 첫번째 print문은 소수점 첫째자리까지, 그리고 두번째 print는 소수점 다섯째자리까지 출력하는 것을 확인할 수 있다.

print('9 / 6 = %.1f'%(9/6))
print('9 / 6 = %.5f'%(9/6))

4.2. str.format()는 다루지 않겠다.

4.3. f-string

%를 활용한 방법만큼 널리 쓰이는 포매팅 기법은 f-string 기법이다. 아래와 같이, 문자열이 시작되는 따옴표에 앞서 f로 f-string형식을 활용함을 밝히고, 문자열내에 { 및 }쌍 내부에 변수의 이름을 직접 적는 방식이다. %기법은 대체되는 변수가 문자열 바깥에 기입되는 반면, f-string은 문자열 내부에 기입되어 있어 코드를 읽기가 더욱 수월하다는 장점이 있다.

print(f'9/6 = {9/6:.1f}')
print(f'9/6 = {9/6:.5f}')
val=9/6
print(f'9/6 = {val:.1f}')
print(f'9/6 = {val:.5f}')

4.4. 파일 쓰기 연습

1에서부터 100까지 모든 정수가 한줄에 하나씩 쓰여진 파일을 만들어보자. 반복되는 작업이 예상되므로 for구문이 필요하겠다. 아래와 같은 코드를 화면에 출력하게 되겠다.

for i in range(1,101):
   print(i)

화면에 출력하지 않고, 파일 one2hund.txt를 만들어 같은 방식의 출력을 다음과 같은 예시를 통해 수행할 수 있다.

myfile = open('one2hund.txt','w') # file 열기
for i in range(1,101):
  myfile.write(f'{i}') # myfile instance의 write method 활용
myfile.close() # file 닫기

이후 파일을 열어보면, 가로로 모든 숫자가 붙은채로 아래와 유사하게 출력되는 것을 확인할 수 있다.

123456789101112131415161718...

각각의 정수를 개개의 줄로 출력이 되게끔 줄바꿈기호 ‘\n’를 활용하여 파일에 출력해보자.

myfile = open('one2hund.txt','w') # file 열기
for i in range(1,101):
  myfile.write(f'{i}\n') # myfile instance의 write method 활용
myfile.close() # file 닫기

파일을 열기(open)하고 닫지 않는다면 예상하지 못한 일이 발생할 수 있다. 따라서 파일 오브젝트를 open으로 생성한 뒤, 쓰임이 다하면 close메소드로 닫아야 한다. 따라서, open과 close는 짝으로 쓰일때가 많다. open 활용 이후 close구문을 깜빡하지 않게 강제시켜주는 좋은 습관은 with구문을 함께 활용하는 것이다. 아래 에제를 보자.

with open('one2hund.txt','w') as myFile # file 열기
   for i in range(1,101):
      myfile.write(f'{i}\n') # write method 활용

with와 indented된 구역으로 나누어 구성되어, 더욱 세련되게 코드 작성을 도와주고 읽기 쉽게 만들어준다.

4.5. 파일 읽기 연습

위 쓰기에 이어서, 생성된 파일을 읽어보자.

myfile= open('one2hund.txt','w') # file 열기
for i in range(1,101):
  myfile.write(f'{i}\n') # myfile instance의 write method 활용
myfile.close() # file 닫기

myfile = open('one2hund.txt','r') # file 열기
cnt=myfile.read()
print(cnt)