파이썬을 계산기로 사용해야 하는 이유(및 시작하는 방법)

파이썬을 계산기로 사용해야 하는 이유(및 시작하는 방법)

계산기 앱과 휴대용 계산기는 투박하지만, 파이썬의 인터랙티브 모드는 계산을 위해 이전 결과를 쉽게 불러옵니다. 

스크롤하여 입력을 검색할 수도 있습니다.

Python은 휴대용 계산기와 유사한 기본 산술 함수를 제공합니다.

파이썬은 수학, NumPy, SciPy, SymPy와 같은 고급 라이브러리를 활용하여 

기본 산술 연산을 넘어 더 복잡한 수학 연산을 수행할 수 있습니다.

파이썬 프로그래머들 사이에서 흔한 농담 중 하나는 인터랙티브 모드가 

데스크 계산기로서 매우 잘 작동한다는 것입니다. 이것이 현실에 가까운 이유는 다음과 같습니다.

 

계산기에 설계 결함이 있습니다.

휴대용 계산기를 사용하는 경우 기본 모델이 있다면 답답한 점을 느꼈을 수 있습니다: 

새로운 계산에 사용할 때 이전 결과를 기억하기는 어렵습니다.

일부 계산기에서 나중에 리콜할 수 있도록 숫자를 메모리에 저장할 수 있지만, 어떻게 작동하는지 알아야 합니다. 

즉, 매뉴얼을 읽는다는 뜻입니다. 

 

매뉴얼을 저장하셨죠? 물론, 보통 온라인에서 설명서를 찾을 수 있습니다. 

 

TI와 카시오 사용자에게는 충분할 수 있지만, 많은 하드웨어 계산기나 적어도 

오늘날 구매할 수 있는 계산기는 일반 제조업체에서 제공합니다. 

휴대폰이나 컴퓨터의 계산기 앱은 그다지 좋지 않습니다. 

이 프로그램들의 주요 문제는 그들이 스스로를 휴대용 계산기처럼 보이게 하고 작동하게 만드는 것입니다. 

 

사용자 인터페이스 디자이너들 사이에서 이를 "스큐오모르피즘"이라고 합니다. 

소프트웨어 계산기는 버튼을 수동으로 클릭해야 하기 때문에 사용하기 불편합니다.

수학이나 과학 과목을 수강하는 경우 시험에서 휴대용 계산기만 사용할 수 있을 가능성이 높습니다. 

혼자 있을 때는 파이썬 같은 것을 사용하는 것이 좋습니다.

 

파이썬의 인터랙티브 모드는 사용하기 쉽습니다.

파이썬은 프로그래밍을 위한 것이지만, 핸드헬드 및 소프트웨어 계산기의 많은 문제를 해결할 수 있습니다.

Python을 설치하고 시스템 메뉴에서 인터프리터를 호출하거나 명령줄에서 Python을 입력한 후, 

프롬프트에서 실행하기 위해 입력하고 Enter 키를 누르는 것만으로 Python의 모든 표준 산술 함수를 사용할 수 있습니다:

 

2 + 2
5 * 3
45 - 30
720 / 5

 

연산자는 덧셈과 뺄셈을 할 때 +와 -, 곱셈과 나눗셈을 할 때 *와 /와 같은 다른 계산기와 유사하게 작동합니다.

 

표준 Python 인터프리터는 GNU Readline 라이브러리를 사용하여 이전에 

입력한 내용을 쉽게 기억할 수 있게 해줍니다. 

 

위아래 화살표 키를 사용하면 입력을 통해 위아래로 이동할 수 있습니다. 

 

Ctrl+r(소문자 r)을 눌러 입력을 검색할 수도 있습니다. 

 

그런 다음 이전에 입력한 내용을 찾기 위해 입력을 시작합니다.

 화살표 키를 사용하여 입력을 통해 위아래로 이동할 수 있습니다.

_ (아래 강조 표시된) 변수는 이전 결과를 저장합니다. 

이것을 새로운 계산에 사용할 수 있습니다. 예를 들어, 이전 숫자에 다른 숫자를 곱하려면

_ * 42.

 

또는 제곱하면:

_**2

더욱 강력한 인터랙티브 작업을 위해 iPython을 설치할 수도 있습니다. 

 

Python 사용을 완료한 후 세션을 종료하려면 exit()를 입력하거나 

Linux 또는 macOS에서 Ctrl+D를 누르거나 Windows에서 Ctrl+Z를 누릅니다(

다른 유닉스 계열 시스템과 마찬가지로 Ctrl+D를 사용하는 Linux용 Windows 하위 시스템에서 

Python을 실행하지 않는 한). 하지만 그냥 열어두는 것이 좋을 것입니다. 

 

언제 계산을 하고 싶은지 알 수 없으며, 파이썬을 배우는 데 좋은 핑계가 될 수 있습니다.

 

고급 수학을 위한 강력한 라이브러리 활용

파이썬은 간단한 수학에는 좋지만, 올바른 라이브러리를 사용하면 훨씬 더 많은 것을 할 수 있습니다.

내장된 수학 라이브러리는 파이썬을 과학 계산기로 변환할 것입니다. 

가져오기 기능을 사용하여 해당 기능에 액세스할 수 있습니다.

import math

파이의 근사치를 원한다고 가정해 보겠습니다. 수학 라이브러리에서 구할 수 있습니다:

math.pi

수학 라이브러리에는 삼각 함수도 있습니다. 45도의 사인을 찾고 싶다고 가정해 보겠습니다. 

 

삼각 함수는 라디안의 각도를 기대하지만,

수학 라이브러리에는 이 둘 사이를 변환할 수 있는 함수도 있습니다. 

 

각도를 라디안으로 변환하려면:

math.radians(45)

그리고 이 결과의 사인을 계산합니다:

math.sin(_)

더 적은 수의 행에 대해 함수 인수를 체인할 수 있습니다:

math.sin(radians(45))

 

더 고급 수학이 있다면 설치할 수 있는 다른 라이브러리도 많이 있습니다. 

 

NumPy, SciPy, SymPy와 같은 라이브러리를 사용하면 

통계, 미적분, 선형 대수, 미분 방정식에 이르기까지 모든 것을 다룰 수 있습니다. 

 

이 라이브러리의 장점은 무료이고 오픈 소스라는 점입니다. 

이것이 바로 파이썬이 과학 컴퓨팅의 선택 언어이자 이 언어를 배워야 하는 또 다른 이유가 되고 있는 이유입니다.

좋은 예로는 컴퓨터 대수 시스템인 SymPy가 있습니다. 

컴퓨터 대수 시스템은 계산기가 숫자 수학과 함께 작동하는 방식으로 기호 수학과 함께 작동합니다.

두 가지의 주요 차이점은 제곱근과 같은 것을 처리하는 방식입니다. 

 

수학 라이브러리의 제곱근 함수를 사용하여 2의 제곱근을 구하면, 

완벽한 제곱이 아니고 무리수이기 때문에 부동 소수점 근사치를 얻을 수 있습니다.

SymPy에서 제곱근을 구하면 교과서에서처럼 제곱근이 아닌 제곱근이 인쇄됩니다. 

또한 완벽한 사각형을 자동으로 인수분해합니다.


아래는 대화형 세션을 위해 SymPy와 함께 제공되는 특별한 대화형 인터프리터입니다. 

 

수학 라이브러리와 SymPy에서 제곱근 연산을 보여주고 있습니다. 

 

후자에는 제곱근 기호도 있다는 것을 알 수 있습니까?

 

 

SymPy는 더욱 강력하여 방정식을 풀고 함수의 도함수와 적분을 구할 수 있습니다. 

 

이 모든 라이브러리는 접근하기에 강력한 도구입니다. 

SageMath는 Mathematica, Maple, MATLAB와 경쟁하는 것을 목표로 하는 Python 기반의 본격적인 환경입니다.

이 과목들을 공부하고 있다면, Python을 사용하면 계산 대신 문제에 집중할 수 있습니다.

 

 

 

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