Ch 02. 변수와 데이터 타입 활용하기 [파이썬 고등 수학 정복]

파이썬 수학 계산 핵심!💡 Ch.2: 변수로 값 저장/재사용, 데이터 타입(int, float, str) 배우기. input()으로 값 받아 계산하는 법까지! #파이썬 #고등수학 #파이썬기초 #변수 #데이터타입

Part 1: 수학 공부를 위한 파이썬 첫걸음

Chapter 2: 컴퓨터에게 기억시키기 (Making the Computer Remember - Variables and Data Types)

학습 목표

• 변수를 사용하여 데이터(값)를 저장하고 재사용할 수 있다.
• 파이썬의 기본적인 데이터 타입인 정수(int), 실수(float), 문자열(str)을 구분하고 사용할 수 있다.
• type() 함수를 사용하여 변수에 저장된 값의 데이터 타입을 확인할 수 있다.
• input() 함수를 사용하여 사용자로부터 데이터를 입력받고, 이를 적절한 타입으로 변환하여 사용할 수 있다.

 

1. 데이터에 이름표 붙이기: 변수 (Variable)

수학 문제를 풀 때, 원주율을 π라고 쓰거나, 어떤 모르는 값을 x라고 두는 것처럼, 프로그래밍에서도 값에 이름을 붙여 저장하고 사용할 수 있습니다. 이렇게 값에 이름을 붙인 것을 변수(Variable)라고 합니다. 변수를 사용하면 값을 반복해서 입력할 필요가 없고, 코드의 의미를 더 명확하게 만들 수 있습니다. 마치 데이터 상자에 이름표를 붙여두는 것과 같습니다.

파이썬에서 변수를 만들고 값을 저장하는 방법은 매우 간단합니다. = 기호(할당 연산자)를 사용합니다.

변수이름 = 값

# radius 라는 이름의 변수에 5 라는 값을 저장
radius = 5

# pi 라는 이름의 변수에 3.14159 값을 저장
pi = 3.14159

# name 이라는 이름의 변수에 "Alice" 라는 문자열 값을 저장
name = "Alice"

# 변수에 저장된 값 출력하기
print(radius)
print(pi)
print(name)

실행 결과:

5
3.14159
Alice

변수 이름 규칙:

• 영문자, 숫자, 밑줄(_)을 사용할 수 있습니다.
• 숫자로 시작할 수 없습니다. (예: 1st_num 은 안됨)
• 파이썬 예약어(키워드: if, for, while, class 등 파이썬 문법에 사용되는 단어)는 변수 이름으로 사용할 수 없습니다.
• 대소문자를 구분합니다. (my_variable 과 My_Variable 은 다른 변수입니다.)
• 변수 이름은 그 변수가 담고 있는 데이터의 의미를 잘 나타내도록 짓는 것이 좋습니다. (예: r 보다는 radius)

 

2. 값의 종류 구분하기: 데이터 타입 (Data Types)

변수에는 다양한 종류의 값을 저장할 수 있습니다. 파이썬은 값의 종류, 즉 데이터 타입(Data Type)을 중요하게 생각합니다. 수학에서도 정수, 유리수, 실수를 구분하듯이 말이죠. 자주 사용하는 기본 데이터 타입은 다음과 같습니다.

• int (Integer): 정수. 소수점 이하가 없는 숫자입니다. (예: 17, 0, -100)
• float (Floating-point number): 실수. 소수점 이하가 있는 숫자입니다. (예: 3.14, -2.5, 1.0)
• str (String): 문자열. 글자들의 나열입니다. 작은따옴표(')나 큰따옴표(")로 감싸서 표현합니다. (예: "Hello", 'Python', "123") 주의: 따옴표 안의 숫자는 문자열로 취급됩니다.

type() 함수로 데이터 타입 확인하기

변수에 어떤 종류의 값이 들어있는지 확인하려면 type() 함수를 사용합니다.

age = 17          # 정수 (int)
height = 175.5    # 실수 (float)
school = "코딩고" # 문자열 (str)
score = "100"     # 문자열 (str) - 따옴표 안에 있음!

print( type(age) )     # 출력: <class 'int'>
print( type(height) )  # 출력: <class 'float'>
print( type(school) )  # 출력: <class 'str'>
print( type(score) )   # 출력: <class 'str'>

데이터 타입을 아는 것은 중요합니다. 왜냐하면 타입에 따라 할 수 있는 연산이 다르기 때문입니다. 예를 들어, 숫자끼리는 덧셈이 가능하지만, 숫자와 문자열을 바로 더할 수는 없습니다 (TypeError 발생).

 

3. 변수를 활용한 계산

변수를 사용하면 계산 과정을 더 명확하게 표현하고, 값을 변경하여 재계산하기도 쉽습니다.

# 원의 넓이 계산
radius = 5
pi = 3.14159

circle_area = pi * radius**2 # 변수를 이용하여 계산
print("반지름:", radius)
print("원주율:", pi)
print("원의 넓이:", circle_area)

print("-" * 20) # 구분선 출력

# 반지름 변경 후 다시 계산
radius = 10
circle_area = pi * radius**2
print("변경된 반지름:", radius)
print("변경된 원의 넓이:", circle_area)

실행 결과:

반지름: 5
원주율: 3.14159
원의 넓이: 78.53975
--------------------
변경된 반지름: 10
변경된 원의 넓이: 314.159

 

4. 사용자에게 물어보기: input() 함수

프로그램 실행 중에 사용자로부터 직접 값을 입력받고 싶을 때는 input() 함수를 사용합니다. input() 함수는 사용자에게 메시지를 보여주고, 사용자가 입력한 값을 문자열(str) 타입으로 반환합니다.

user_name = input("이름을 입력하세요: ")
print("안녕하세요,", user_name, "님!")

age_str = input("나이를 입력하세요: ")
print("입력하신 나이는", age_str, "세 입니다.")
print("나이의 데이터 타입:", type(age_str)) # str 타입임을 확인!

주의: input()으로 받은 값은 항상 문자열(str) 입니다. 만약 입력받은 값을 숫자로 계산하고 싶다면, 적절한 타입으로 변환해야 합니다.

타입 변환 (Type Conversion):

• int(문자열 또는 실수): 문자열이나 실수를 정수로 변환합니다.
• float(문자열 또는 정수): 문자열이나 정수를 실수로 변환합니다.
• str(숫자): 숫자를 문자열로 변환합니다.

num1_str = input("첫 번째 숫자를 입력하세요: ")
num2_str = input("두 번째 숫자를 입력하세요: ")

# 문자열 상태로 더하면? -> 문자열 연결이 됨! (예: "10" + "20" -> "1020")
print("문자열 덧셈 결과:", num1_str + num2_str)

# 숫자로 변환하여 더하기
num1 = int(num1_str)  # 정수로 변환
num2 = int(num2_str)  # 정수로 변환
sum_result = num1 + num2
print("숫자 덧셈 결과:", sum_result)
print("덧셈 결과의 타입:", type(sum_result)) # int 타입

# 실수가 입력될 가능성이 있다면 float() 사용
base_str = input("삼각형의 밑변 길이를 입력하세요: ")
height_str = input("삼각형의 높이를 입력하세요: ")
base = float(base_str)     # 실수로 변환
height = float(height_str) # 실수로 변환
triangle_area = 0.5 * base * height
print("삼각형의 넓이:", triangle_area)

직접 해보기 (Follow Along Exercise)

1. 자신의 이름과 좋아하는 과목을 각각 my_name, fav_subject 변수에 저장하세요.
2. 두 변수를 이용하여 "제 이름은 [이름]이고, 좋아하는 과목은 [과목]입니다." 형식으로 문장을 만들어 출력하세요. (print() 함수는 여러 값을 콤마(,)로 구분하여 전달하면 띄어쓰기로 연결해 출력합니다.)
3. 사용자에게 태어난 연도를 입력받아, int()로 변환한 후, 올해 연도(예: 2024)에서 빼서 만 나이를 계산하여 출력하는 코드를 작성해보세요.

# 직접 코드를 작성하고 실행해보세요!
my_name = "김파이"
fav_subject = "수학"
print("제 이름은", my_name, "이고, 좋아하는 과목은", fav_subject, "입니다.")

birth_year_str = input("태어난 연도를 입력하세요: ")
birth_year = int(birth_year_str)
current_year = 2024 # 이 부분은 필요에 따라 변경
age = current_year - birth_year
print("당신의 만 나이는", age, "세 입니다.")

연습 문제

1. 두 변수 a와 b에 각각 10과 20을 저장한 후, 두 변수의 값을 서로 바꾸어 a에는 20, b에는 10이 저장되도록 하는 파이썬 코드를 작성하세요. (힌트: 임시 변수를 사용하거나, 파이썬의 특별한 방식을 찾아보세요: a, b = b, a)
2. 사용자로부터 원의 반지름을 입력받아 (실수로 변환), 그 원의 둘레(2 * π * r)와 넓이(π * r²)를 계산하여 출력하는 프로그램을 작성하세요. (π 값은 3.14159 또는 math.pi 사용 - import math 필요)
3. 사용자로부터 국어, 영어, 수학 점수를 각각 입력받아 (정수로 변환), 세 과목의 총점과 평균 점수를 계산하여 출력하는 프로그램을 작성하세요. (평균은 실수가 나올 수 있습니다.)