파이썬 기초 – 17장. 파이썬 모듈

개발을 할때 모든 코드를 처음부터 전부 작성하려고 하면 엄청난 시간이 소모될 겁니다. 때문에 자주 사용하는 기능 등을 모듈로 만들어 배포를 하고, 다양한 사람이 이용 할 수 있도록 공유를 합니다. 이것이 바로 모듈입니다.

오늘은 파이썬의 다양한 모듈에 대해 알아보도록 하겠습니다.

1. 파이썬 모듈이란 무엇인가요?

파이썬 모듈은 파이썬 프로그램에서 필요한 함수, 변수, 클래스 등을 모아놓은 파일입니다. 경우에 따라서 라이브러리(Library)라고도 하며, 같은 의미로 쓰입니다. 모듈은 프로그램 개발의 효율성을 향상시키고 생산성을 높여주는 역할을 합니다. 파이썬 모듈은 일종의 도서관이라고 생각할 수 있습니다. 여러분이 새로운 프로그램을 만들 때마다 모듈을 찾아보면, 이미 작성된 코드를 활용하여 빠르게 목적을 달성할 수 있습니다. 모듈은 다른 프로그램에서 사용하기 위해 제공되는 인터페이스로, 필요한 함수나 데이터를 모듈에서 가져와 사용할 수 있습니다.

파이썬 모듈은 파이썬 프로그래밍을 보다 효율적으로 할 수 있도록 도와주는 도구라고 할 수 있습니다. 파이썬 언어 자체적으로 넓은 범위의 모듈을 지원하기 때문에, 많은 프로젝트에서 파이썬을 사용하고 있습니다. 변수, 함수, 클래스 등을 모아놓은 모듈은 다른 파이썬 프로그램에서 가져와 사용할 수 있으며, 파이썬의 재사용성과 유지보수성을 높여줍니다.

파이썬 모듈의 특징은 다음과 같으며, 아래에서 하나씩 자세히 알아보도록 하겠습니다.

• 모듈은 독립적인 기능을 담은 파일로, import 문을 사용하여 다른 프로그램에서 불러올 수 있습니다.
• 파이썬 언어 자체에서 제공하는 모듈 외에도, 외부에서 제공되는 다양한 모듈을 설치하여 사용할 수 있습니다.
• 파이썬 모듈은 다양한 오픈 소스 라이브러리를 포함하고 있어, 다양한 기능을 활용할 수 있습니다.
• 모듈은 코드의 재사용성과 유지보수성을 높여줌으로써 개발의 효율성을 향상시킵니다.

2. 파이썬 모듈을 사용하는 장점은 무엇인가요?

첫 번째로, 코드의 재사용성을 높여줍니다. 이미 작성된 모듈을 다른 프로그램에서 가져와 사용할 수 있기 때문에, 비슷한 기능을 하는 코드를 매번 처음부터 작성할 필요가 없어집니다. 이는 개발 시간을 단축시키고 실수를 줄여줍니다.

두 번째로, 파이썬 모듈은 유지보수성을 높여줍니다. 모듈로 기능을 모아 놓으면, 수정 또는 개선이 필요할 때 해당 모듈만 수정하면 됩니다. 그렇기 때문에 전체 프로그램을 일일이 수정할 필요가 없어지고, 변경이 빠르고 쉽게 이루어질 수 있습니다.

세 번째로, 파이썬 모듈은 코드의 가독성과 구조를 개선시켜줍니다. 기능별로 모듈을 분리하여 관리할 수 있기 때문에, 코드의 유지보수가 용이해집니다. 모듈을 사용하면 코드의 일부를 논리적으로 그룹화하여 읽기 쉽고 이해하기 쉬운 코드를 작성할 수 있습니다.

마지막으로, 파이썬 모듈은 다양한 라이브러리와 패키지가 존재하여 다양한 기능을 활용할 수 있습니다. 이미 구현된 모듈들을 활용하면, 강력하고 다양한 기능을 손쉽게 사용할 수 있습니다. 이는 개발자가 새로운 기능을 모두 직접 구현할 필요 없이 빠르게 문제를 해결할 수 있는 장점을 제공합니다.

3. 파이썬 모듈의 다양한 활용 예시

파이썬 모듈은 다양한 영역에서 활용될 수 있습니다. 여러분이 파이썬을 사용하여 개발하는 프로젝트에 따라 다양한 모듈을 사용할 수 있으며, 여기에는 몇 가지 예시를 소개하고자 합니다.

첫 번째 예시로는 데이터 분석과 머신러닝 분야에서 널리 사용되는 “NumPy” 모듈이 있습니다. NumPy는 파이썬에서 벡터 및 행렬 연산 등 수학적인 계산을 효율적으로 처리할 수 있는 기능을 제공합니다. 이를 통해 데이터 분석, 과학적인 계산 및 머신러닝 모델 구현 등에 활용할 수 있습니다.

두 번째 예시로는 웹 개발에서 자주 사용되는 “Django” 모듈이 있습니다. Django는 파이썬의 웹 개발 프레임워크로, 웹 애플리케이션을 구축하는 데에 필요한 기능을 포함하고 있습니다. 데이터베이스 관리, URL 라우팅, 템플릿 엔진 등 다양한 기능을 제공하여 웹 개발을 보다 쉽고 효율적으로 진행할 수 있게 도와줍니다.

세 번째 예시로는 이미지 처리와 컴퓨터 비전 분야에서 활용되는 “OpenCV” 모듈이 있습니다. OpenCV는 이미지 및 비디오 처리에 사용되는 다양한 기능을 제공합니다. 이미지 필터링, 객체 검출, 얼굴 인식 등의 작업을 수행할 수 있으며, 컴퓨터 비전 연구 및 응용 프로그램 개발에 널리 활용됩니다.

마지막으로, 데이터 시각화에서 많이 사용되는 “Matplotlib” 모듈을 소개합니다. Matplotlib는 그래프 및 차트를 그리는 기능을 제공하여 데이터의 시각적인 표현을 도와줍니다. 선 그래프, 막대 그래프, 파이 차트 등 다양한 형태의 시각화를 할 수 있으며, 데이터 분석 결과를 직관적으로 이해할 수 있도록 도움을 줍니다.

이렇듯 파이썬 모듈은 데이터 분석, 머신러닝, 웹 개발, 이미지 처리, 데이터 시각화 등 다양한 분야에서 활용될 수 있으며, 각 분야에 맞는 모듈을 활용하여 프로젝트를 보다 효율적으로 개발할 수 있습니다.

아래의 표는 많이 사용하는 파이썬 모듈 10가지 입니다. 아마 파이썬을 공부하시다 보면 자연스럽게 학습하게 될 매우 중요한 모듈들 입니다. 파이썬 기초가 끝난 후 중요한 모듈에 대해서 다시 포스팅 하도록 하겠습니다.

4. 파이썬 모듈 설치 방법과 사용 방법은 어떻게 되나요?

파이썬 모듈을 사용하기 위해서는 우선 해당 모듈을 설치해야 합니다. 파이썬 모듈을 설치하는 방법은 크게 두 가지로 나눌 수 있습니다. 첫 번째는 파이썬 내장 모듈인 경우, 별도의 설치 과정이 필요하지 않습니다. 이는 파이썬 설치 시 자동으로 포함되는 모듈이므로, 바로 사용할 수 있습니다. 대표적인 내장 모듈로는 “math” 모듈이 있습니다. 다음은 math 모듈을 사용하는 예시입니다.

import math 

# 원주율(pi) 계산
print(math.pi)

# 삼각함수 계산
print(math.sin(0.5))
print(math.cos(0.5))

두 번째 방법은 외부 모듈인 경우, pip를 통해 모듈을 설치해야 합니다. pip는 파이썬 패키지 관리자로, 터미널 또는 명령 프롬프트에서 간단한 명령어를 통해 모듈을 설치할 수 있습니다. 가령, “requests” 모듈을 설치하고 사용하는 예시는 다음과 같습니다.

pip install requests
pip install pandas

import requests
import pandas as pd # Module 이름을 as 뒷쪽만 사용 가능

# API 요청
response = requests.get("https://www.example.com\")

# 응답 데이터 출력
print(response.text)

# pandas로 Series 생성
a = pd.Series([1, 2, 3, 4])

위와 같이 pip를 통해 모듈을 설치하고, import 문을 사용하여 해당 모듈을 불러와 사용할 수 있습니다. 파이썬 모듈은 설치 후에는 언제든지 필요할 때마다 import하여 사용할 수 있으므로, 필요한 모듈을 적절하게 설치하고 사용하는 것이 중요합니다.

또한, 파이썬 모듈은 모듈의 이름과 함께 기능을 호출하여 사용할 수 있습니다. 모듈의 이름 뒤에 ‘.’을 붙인 뒤 해당 모듈의 함수나 클래스를 사용하는 방식으로 코드를 작성하면 됩니다. 모듈의 이름이 긴 경우가 많기 때문에 대부분 as 뒤에 별칭을 입력하고, 별칭을 통해 사용하는 경우가 많습니다. 모듈의 사용 방법은 해당 모듈이 제공하는 기능에 따라 다를 수 있으므로, 모듈의 공식 문서나 온라인 자료를 참고하는 것이 좋습니다.

공식문서는 를 참고하시기 바랍니다.
https://docs.python.org/3/

5. 마무리

오늘은 파이썬의 다양한 모듈에 대해 알아 보았습니다. 파이썬은 사용자가 많은 만큼 대부분의 기능은 이미 구현되어 있는 경우가 많습니다. 이럴때 다양한 모듈을 잘 활용하면 효율적인 개발이 가능합니다. 모든 기능을 구현한다고 생각하지 말고, 개발의 목적에 집중해서 다양한 모듈을 활용해 보시기 바랍니다!

감사합니다. “끝”