[python] 수치형의 형변환과 진수변환

수치형 변환

• 형변환
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형변환

>파이썬에서 표현되는 10 진수의 숫자형 자료형은 정수형, 실수형, 복소수형으로 구분되며 동일한 자료형들 사이에서만 연산이 이루어집니다. 그러므로 다른 자료형들 사이의 연산은 동일한 형으로 전환 후 실행되어야 합니다.

대부분의 프로그래밍언어에서 수치 자료형의 형변환을 위한 특별한 함수나 명령이 필요한 명시적 변환이 요구되지만 파이썬에서는 숫자형들 사이의 형변환은 암묵적으로 강제(coercion)됩니다. 그러나 문자형은 메모리 저장 과정에서 이미 변환된 상태로서 암묵적(자동적)으로 변환이 이루어지지 않습니다.

다음 코드에서 정수형과 실수형의 덧셈이 계산됨을 보여줍니다. 이것은 두 자료형의 형변환이 암시적 또는 강제적으로 이루어짐을 의미합니다.

21+2.78

23.78

위 계산의 결과는 실수형으로, 연산 중에 정수형은 실수형을 자동 전환됨을 알 수 있습니다. 명시적으로 형변환을 유도하기 위해 다음 함수들을 적용합니다.

표 1 형변환 함수

함수	내용
int(x)	객체 x를 정수형으로 변환
float(x)	객체 x를 부동소수형으로 변환
complex(x)	객체 x를 복소수형으로 변환

21+int(2.78)

23

float(21)+2.78 

23.78

# 실수 → 정수
int(-3.21)

-3

# 정수 → 실수
float(6)

6.0

# 정수 → 복소수
complex(3)

(3+0j)

# 실수 → 복소수
complex(3.2)

(3.2+0j)

정수와 실수의 연산에서 정수는 실수로 자동변환되지만 그 반대 즉, 실수를 정수로 변환하기 위해서는 int() 함수를 사용하여야 합니다.

표 2의 함수들은 숫자형으로 변환 가능한 문자열에도 적용됩니다. 파이썬에서 문자열은 윗따옴표(' ' 또는 " ") 내에 입력합니다. 예를 들어 "23", "12+3j" 등은 숫자로 전환 가능한 문자열로서 변환 함수들을 적용할 수 있습니다. 그러나 'a', '파이썬'과 같은 문자열은 숫자로 변환할 수 없기 때문에 위 함수들의 대상이 되지 못합니다.

complex("2+3j")

(2+3j)

int("3")

3

float("3.0")

3.0

float("a")

ValueError: could not convert string to float: 'a'

위와 같이 수치로 변환가능한 문자열을 수치형으로 변환할 경우 정수, 실수, 복소수의 자료형에 주의해야 합니다. 메모리에 저장되는 크기는 실수가 정수보다 큽니다. 그러므로 정수가 실수로의 변환은 무리없이 이루어지지만 그 반대의 경우는 성립되지 않는 경우가 많습니다.

a="3"
b="3.0"
int(a)

3

int(b)

ValueError: invalid literal for int() with base 10: '3.0'

float(a), float(b)

(3.0, 3.0)

실수를 정수로 변환하기 위해 위의 내장함수 외에 math 패키지에서 제공하는 trunc(), floor(), ceil()함수들을 사용하여 소수점 이하 부분을 소거하는 것으로 실수형을 정수형으로 변환할 수 있습니다.

• math.trunc(x): x의 소수점 이하 부분을 소거합니다.
• math.floor(x): 객체 x와 같거나 작은 정수들 중에서 가장 큰 정수로 전환
• math.ceil(x): 객체 x와 같거나 큰 정수들 중에서 가장 작은 정수로 전환

from math import trunc, floor, ceil
x=23.5
y=trunc(x)
y, type(y)

(23, int)

y=floor(x)
y, type(y)

(23, int)

y=ceil(x)
y, type(y)

(24, int)

진수변환

컴퓨터에서 연산은 2진법으로 이루어지고 저장은 16진법을 사용합니다. 이와 관련된 작업에서는 다양한 진수(number base)들을 다루어야 하는 경우가 존재합니다. 표 2와 같이 다양한 내장함수들은 2, 8, 16진법의 표현, 진법간의 변환 등을 지원합니다. 각 진수는 접두어로 나타냅니다.

표 3 진수의 표현과 변환

x: 10진수

진법	표현	변환방법
2진수	0b101, 0b	bin(x), format(x, "b")
8진수	0o310, 0o	oct(x), format(x, "o")
10진수	100, 접두어 없이 표현	int('y', 진수), y의 진수: 2, 8, 16
16진수	0x12c, 0x	hex(x), format(x, "x")

진법간의 변환은 표 3에서 소개한 것과 같이 파이썬의 내장함수 또는 format() 함수를 적용합니다. 진수간의 변환은 각 진수의 접두어로 표현되는 함수를 적용합니다. 예를 들어 2진수 '0b11100'를 정수형으로 변환하기 위해서 int()를 사용할 수 있습니다.

실수를 정수로 변환하기 위해 사용하는 함수 int()의 경우 인수는 수치형이 되어야 합니다.

#2진수 → 10진수
x=int('0b11100', 2);x

28

type(x)

int

위 코드에서 사용한 int() 함수의 인수는 문자형이지만 다른 함수들 bin(), oct(), 그리고 hex()의 인수는 숫자형이어야 합니다.

# 2진수로 변환, 결과는 문자형
b=bin(x);b

'0b11100'

# b는 숫자형이 아니므로 에러
oct(b)

TypeError: 'str' object cannot be interpreted as an integer

위 코드의 b는 숫자형이 되어야 하므로 int()로 변환 후 전달하거나 이진수 값의 작은 따옴표를 제거한 후 사용합니다.

oct(int(b, 2)) #8진수로 변환

'0o34'

oct(0b11100)#8진수로 변환

'0o34'

hex(x)  #16진수로 변환 

'0x1c'

format(x)

• 함수: format(x, 변환 결과의 진수표시)
• 메서드: 객체.format()
  • {0:변환 결과의 진수표시}.format(x)
  • 본문의 format 메소드 참조
• 함수나 메서드 모두 변환 결과의 진수표시를 "#진수"로 나타내면 결과에 진수 접두사가 함께 표시됨

10진수 값을 특정 진수 값으로 변환하기 위해 함수 format() 또는 메소드 .format()을 적용할 수 있습니다. 다음 코드와 같이 변환대상이 되는 진수의 입력시 "#" 기호를 삭제하면 진수 표시 없이 결과가 반환됩니다.

format(x, "#b")

'0b11100'

format(x, "b")

'11100'

format(x, 'o')

'34'

다음 코드와 같이 10진수 값에 대한 2, 8, 그리고 16진수의 값으로 변환은 메소드 .format()를 사용하여 동시에 나타낼 수 있습니다.

"2진수:{0:b}, 8진수:{0:o},10진수:{0:d}, 16진수:{0:x}".format(100)

'2진수:1100100, 8진수:144,10진수:100, 16진수:64'

"2진수:{0:#b}, 8진수:{0:#o},10진수:{0:#d}, 16진수:{0:#x}".format(100)

'2진수:0b1100100, 8진수:0o144,10진수:100, 16진수:0x64'