for 반복문

'Hello, world!' 문자열을 100번 출력하려면 어떻게 해야 할까요? 가장 간단한 방법은 print를 100번 사용해서 출력하는 것입니다.

# print 100번 사용
print('Hello, world!')
print('Hello, world!')
print('Hello, world!')
print('Hello, world!')
# ... (생략)
print('Hello, world!')
print('Hello, world!')
print('Hello, world!')
print('Hello, world!')

복사, 붙여 넣기로 print('Hello, world!')를 100번 붙여 넣으면 어렵지 않게 완성할 수 있습니다. 하지만 1,000번 또는 10,000번을 출력한다면 어떻게 될까요? 코드를 붙여 넣는데 시간이 너무 오래 걸리기도 하고, 프로그래밍 측면에서도 비효율적입니다. 그래서 대부분의 프로그래밍 언어에서는 반복되는 작업을 간단하게 처리하기 위해 반복문이라는 기능을 제공해줍니다. 반복문은 반복 횟수, 반복 및 정지 조건을 자유자재로 제어할 수 있습니다.

16.1 for와 range 사용하기

파이썬의 for 반복문은 다양한 사용 방법이 있지만, 먼저 range와 함께 사용하는 방법부터 알아보겠습니다. 다음과 같이 for 반복문은 range에 반복할 횟수를 지정하고 앞에 in과 변수를 입력합니다. 그리고 끝에 :(콜론)을 붙인 뒤 다음 줄에 반복할 코드를 넣습니다.

for 변수 in range(횟수):
     반복할 코드

for 다음 줄에 오는 코드는 반드시 들여쓰기를 해줍니다(들여쓰기 규칙은 if, elif, else와 같습니다).

이제 for 반복문으로 'Hello, world!'를 100번 출력해볼까요?

>>> for i in range(100):
...      print('Hello, world!')
... 
Hello, world!
... (생략)
Hello, world!
Hello, world!
Hello, world!

에러

SyntaxError: invalid syntax: for 반복문의 형식을 지키지 않았을 때 발생하는 구문 에러입니다. for 반복문의 형식에 맞는지 확인해주세요. 특히 for 끝에 :(콜론)을 빠뜨리지 않았는지 확인해주세요.

SyntaxError: expected an indented block: for 다음 줄에 오는 반복할 코드의 들여쓰기가 맞지 않아서 발생하는 구문 에러입니다. 반복할 코드에서 들여쓰기 4칸을 했는지 확인해주세요.

간단하게 'Hello, world!'를 100번 출력하였습니다.

range는 연속된 숫자 생성한다고 했죠? 파이썬의 for 반복문은 range에서 in으로 숫자를 하나하나 꺼내서 반복하는 방식입니다. 그리고 for는 숫자를 꺼낼 때마다 코드를 실행합니다.

▼ 그림 16-1 for와 range

range(100)과 같이 지정하면 0부터 99까지 숫자 100개를 생성합니다. 그리고 for는 in으로 숫자를 하나씩 꺼내서 변수 i에 저장하고, print를 실행합니다. 즉, range(100)에서 숫자를 100번 꺼내면서 print를 실행하므로 'Hello, world!'가 100번 출력되는 것이죠.

이처럼 for 반복문은 반복 횟수가 정해져 있을 때 주로 사용합니다.

지금까지 알아본 for 반복문의 동작 과정 그림으로 표현하면 다음과 같습니다.

▼ 그림 16-2 for와 range의 동작 과정

for 변수 in range(횟수) → 반복할 코드로 순환하는 것을 루프(loop)라고 부릅니다.

16.1.1  반복문에서 변수의 변화 알아보기

앞에서 단순히 'Hello, world!' 문자열만 여러 번 출력했는데 이번에는 range에서 꺼낸 숫자를 눈으로 확인해보겠습니다.

>>> for i in range(100):
...     print('Hello, world!', i)
...
Hello, world! 0
Hello, world! 1
Hello, world! 2
... (생략)
Hello, world! 98
Hello, world! 99

'Hello, world!'에 0부터 99까지 출력되었죠? 즉, range에서 꺼낸 숫자는 변수 i에 저장되며 반복할 코드에서 사용할 수 있습니다.

참고 | 반복문의 변수 i

변수 i를 루프 인덱스라고도 부르며 index의 첫 머리글자를 따서 i를 주로 사용합니다

참고 | 버전별 range의 차이점

파이썬 2.7과 파이썬 3에서 range는 결과가 조금 다릅니다. 파이썬 2.7에서는 range를 사용하면 실제로 연속된 숫자가 들어있는 리스트를 만들어내지만 파이썬 3에서는 range 객체(반복 가능한 객체)를 만들어냅니다.

파이썬 2.7

>>> range(10)
[0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9]

파이썬 3

>>> range(10)
range(0, 10)
>>> list(range(10))    # range 객체를 리스트로 만듦
[0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9]

파이썬 2.7의 range는 리스트를 만들어내므로 아주 큰 숫자를 지정하면 메모리를 많이 사용하게 됩니다. 그래서 보통 파이썬 2.7에서 리스트 대신 객체를 생성할 때는 xrange를 사용합니다. 특히 파이썬 3에서는 range가 객체를 생성하는 방식으로 바뀌었습니다.

 

range에 시작하는 숫자와 끝나는 숫자를 지정하거나, 증가폭을 지정하는 방법을 배웠죠? 이번에는 range의 다양한 기능을 활용하여 for 반복문을 사용해보겠습니다.

16.2.1  시작하는 숫자와 끝나는 숫자 지정하기

range에 횟수만 지정하면 숫자가 0부터 시작하지만, 다음과 같이 시작하는 숫자와 끝나는 숫자를 지정해서 반복할 수도 있습니다.

• for 변수 in range(시작, 끝):

>>> for i in range(5, 12):    # 5부터 11까지 반복
...     print('Hello, world!', i)
...
Hello, world! 5
Hello, world! 6
Hello, world! 7
Hello, world! 8
Hello, world! 9
Hello, world! 10
Hello, world! 11

5부터 11까지 출력되었죠? for i in range(5, 12):와 같이 지정하면 5부터 11까지 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11이 나오고 7번 반복합니다. 즉, 마지막 숫자는 range의 끝나는 숫자보다 1이 작습니다(끝나는 숫자는 생성된 숫자에 포함되지 않음).

16.2.2  증가폭 사용하기

range는 증가폭을 지정해서 해당 값만큼 숫자를 증가시킬 수 있죠? 이번에는 0부터 9까지의 숫자 중에서 짝수만 출력해보겠습니다.

• for 변수 in range(시작, 끝, 증가폭):

>>> for i in range(0, 10, 2):    # 0부터 8까지 2씩 증가
...     print('Hello, world!', i)
...
Hello, world! 0
Hello, world! 2
Hello, world! 4
Hello, world! 6
Hello, world! 8

for i in range(0, 10, 2):와 같이 range에 0, 10, 2를 넣으면 0부터 8까지 2씩 증가합니다. 따라서 숫자는 0, 2, 4, 6, 8이 나오고 5번 반복하죠. 여기서는 증가폭이 2이므로 8 다음에는 10이 나와야 하지만, range에 끝나는 숫자를 10으로 지정했으므로 10은 포함되지 않고 8에서 멈춥니다.

16.2.3  숫자를 감소시키기

for와 range는 숫자가 증가하면서 반복했습니다. 그럼 숫자를 감소시킬 수는 없을까요?

>>> for i in range(10, 0):    # range(10, 0)은 동작하지 않음
...     print('Hello, world!', i)
...

range(10, 0)과 같이 시작하는 숫자를 큰 숫자로 지정하고 끝나는 숫자를 작은 숫자로 지정하면 숫자가 감소할 것 같은데, 실행을 해보면 아무것도 출력되지 않습니다. 왜냐하면 range는 숫자가 증가하는 기본 값이 양수 1이기 때문입니다.

range에 증가폭을 음수로 지정하면 숫자가 감소한다고 했죠? 다음과 같이 증가폭을 음수로 지정해서 반복해봅니다.

>>> for i in range(10, 0, -1):    # 10에서 1까지 1씩 감소
...     print('Hello, world!', i)
...
Hello, world! 10
Hello, world! 9
Hello, world! 8
... (생략)
Hello, world! 2
Hello, world! 1

range(10, 0, -1)은 10부터 1까지 -1씩 증가하는 숫자를 생성합니다. 따라서 10부터 1까지 1씩 감소하면서 반복합니다. 특히 range의 끝나는 숫자 0은 생성되는 숫자에 포함되지 않으므로 1까지만 감소합니다. range는 그냥 증가, 감소에 상관없이 끝나는 숫자는 생성되는 숫자에 포함되지 않는다는 점만 기억하면 됩니다.

증가폭을 음수로 지정하는 방법 말고도 reversed를 사용하면 숫자의 순서를 반대로 뒤집을 수 있습니다.

• for 변수 in reversed(range(횟수))
• for 변수 in reversed(range(시작, 끝))
• for 변수 in reversed(range(시작, 끝, 증가폭))

>>> for i in reversed(range(10)):    # range에 reversed를 사용하여 숫자의 순서를 반대로 뒤집음
...     print('Hello, world!', i)    # 9부터 0까지 10번 반복
...
Hello, world! 9
Hello, world! 8
Hello, world! 7
... (생략)
Hello, world! 1
Hello, world! 0

range(10)으로 0부터 9까지 숫자를 생성한 뒤 reversed를 사용하여 숫자의 순서를 반대로 뒤집었습니다. 따라서 9부터 0까지 10번 반복합니다.

참고 | 반복문의 변수 i를 변경할 수 있을까?

다음과 같이 for와 range로 반복하면서 변수 i를 변경하면 어떻게 될까요?

>>> for i in range(10):
...     print(i, end=' ')
...     i = 10 
...
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9

반복할 코드에서 변수 i에 10을 할당하여 10이 출력될 것 같은데, 0부터 9까지 출력되었습니다. 왜냐하면 변수 i는 반복할 때마다 다음 값으로 덮어써지기 때문에 값을 할당해도 변수에 영향을 주지 못합니다.

16.2.4  입력한 횟수대로 반복하기

이번에는 입력한 횟수대로 반복을 해보겠습니다. 다음 내용을 IDLE의 소스 코드 편집 창에 입력하세요.

for_range_input.py

count = int(input('반복할 횟수를 입력하세요: '))
 
for i in range(count):
    print('Hello, world!', i)

소스 코드를 실행하면 '반복할 횟수를 입력하세요: '가 출력됩니다. 여기서 3을 입력하고 엔터 키를 누르세요.

실행 결과

반복할 횟수를 입력하세요: 3 (입력)
Hello, world! 0
Hello, world! 1
Hello, world! 2

3을 입력했으므로 'Hello, world!'가 3번 출력됩니다.

먼저 input으로 입력 값을 받아서 count 변수에 저장합니다(이때 반드시 int를 사용하여 input에서 나온 문자열을 정수로 변환해줍니다). 그리고 반복문에서는 for i in range(count):와 같이 range에 count를 넣어주면 입력받은 숫자만큼 반복됩니다.

 

지금까지 for에 range를 사용하면서 눈치챘겠지만, for에 range 대신 시퀀스 객체를 넣어도 될 것 같죠? 맞습니다. for는 리스트, 튜플, 문자열 등 시퀀스 객체로 반복할 수 있습니다.

다음과 같이 for에 range 대신 리스트를 넣으면 리스트의 요소를 꺼내면서 반복합니다.

>>> a = [10, 20, 30, 40, 50]
>>> for i in a:
...     print(i)
...
10
20
30
40
50

물론 튜플도 마찬가지로 튜플의 요소를 꺼내면서 반복합니다

>>> fruits = ('apple', 'orange', 'grape')
>>> for fruit in fruits:
...     print(fruit)
...
apple
orange
grape

참고로 여기서는 for 반복문의 변수를 i 대신 fruit로 사용했습니다. for에서 변수 i는 다른 이름으로 만들어도 상관없습니다.

문자열도 시퀀스 객체라고 했죠? for에 문자열을 지정하면 문자를 하나씩 꺼내면서 반복합니다.

>>> for letter in 'Python':
...     print(letter, end=' ')
...
P y t h o n

문자열 'Python'의 문자가 하나씩 분리되어 출력되었습니다. 여기서는 print에 end=' '을 지정했으므로 줄바꿈이 되지 않고, 각 문자가 공백으로 띄워져서 출력됩니다.

그럼 문자열 'Python'을 뒤집어서 문자를 출력할 수는 없을까요? 이때는 앞에서 배운 reversed를 활용하면 됩니다.

• reversed(시퀀스객체)

>>> for letter in reversed('Python'):
...     print(letter, end=' ')
...
n o h t y P

문자열 'Python'에서 문자 n부터 P까지 출력되었습니다. reversed는 시퀀스 객체를 넣으면 시퀀스 객체를 뒤집어 줍니다(원본 객체 자체는 바뀌지 않으며 뒤집어서 꺼내줌).

지금까지 for 반복문에 대해서 배웠습니다. for 반복문은 반복 개수가 정해져 있을 때 주로 사용합니다. 여기서는 range의 다양한 사용 방법을 익혀 두기 바랍니다. 그리고 for 반복문은 range 이외에도 시퀀스 객체를 사용할 수 있다는 점이 중요합니다.

 

참고자료 : https://www.gilbut.co.kr/book/view?bookcode=BN002245