PlanB의 백엔드 엔지니어링

Python에서 시간에 접근하기 위해 time 모듈을 사용할 수 있습니다. 이는 다양한 시간 관련 기능을 제공합니다. time 모듈에서 중요하게 생각하는 Epoch(기원)은 시간이 시작되는 지점이며, 이는 플랫폼에 따라 다릅니다. Windows와 대부분의 Unix 시스템에서는 1970년 1월 1일 00:00:00(UTC)입니다. 주어진 플랫폼에서 epoch를 알고 싶다면, 아래 코드를 실행시키면 됩니다.

time 모듈에서는 아래의 용어들을 자주 사용합니다.

• 타임스탬프(TimeStamp) : Epoch 이후로, 초 단위로 측정한 절대시간입니다.
• 협정세계시(UTC) : 1972년부터 시행된 국제 표준시. 영어권의 사람들과 프랑스어권의 사람들은 각각 자신의 언어로 된 CUT와 TUC를 사용하길 원했는데, 이 분쟁은 두 언어 모두 C, T, U로 구성되어 있다는 것에 착안하여 UTC로 이름지어 졌습니다.
• 그리니치 평균시(GMT, Greenwich Mean Time) : 런던 그리니치 천문대의 자오선상에서의 평균 태양시. UTC라고 부르기도 하는데, UTC와 GMT는 초의 소숫점 단위에서만 차이가 나기 때문입니다.
• 지방표준시(LST, Local Standard Time) : UTC를 기준으로 경도 15도마다 1시간씩 차이가 발생하는 시간. 한국은 동경 135도를 기준으로 하고 있으며, 따라서 9시간 빠릅니다.

Epoch 이후의 시간은 초 단위로 누적되며, 거의 모든 POSIX 호환 플랫폼에서 윤초는 제외됩니다. time 모듈은 epoch 이전의 날짜와 시간을 처리하지 못할 수도 있으며, 미래 시간의 한계점은 해당 모듈이 의존하고 있는 C 라이브러리에 의해 결정됩니다. 32비트 시스템의 경우 일반적으로 2038년입니다.

epoch부터 현재까지의 시간

time.time()

Epoch부터 현재까지의 시간을 초 단위로 환산하여 float로 반환합니다. '현재 시간'의 기준은 LST입니다. UTC 기준의 timestamp를 얻어내려면, 아래의 time.mktime()과 time.gmtime()을 함께 사용하면 됩니다. 일반적으로 Unix 시간(Unix Timestamp)이라고 합니다.

time.gmtime([secs])

Epoch부터 인자로 전달된 secs를 GMT 기준의 struct_time 객체로 변환하여 반환합니다. 선택 인자인 secs가 제공되지 않았거나 None이면 time.time()에 의해 반환된 timestamp가 사용됩니다.

time.localtime([secs])

time.gmtime()과 비슷하지만 LST 기준의 struct_time 객체를 만들어 반환합니다.

똑같은 timestamp를 전달하였으나, 실행 환경이 한국 시간 기준이므로 time.gmtime()보다 9시간이 빠릅니다.

time.mktime(t)

time.localtime()의 역함수입니다. struct_time 객체를 받아 time.time()과 호환되는 float 형태의 timestamp를 반환합니다.

time.struct_time 객체

time.gmtime(), time.localtime() 등에서 반환되는, named tuple 형태로 이루어진 시간을 다루는 객체입니다. 다음과 같은 필드를 가지고 있습니다.

• 0: tm_year
• 1: tm_mon
• 2: tm_mday
• 3: tm_hour
• 4: tm_min
• 5: tm_sec
• 6: tm_wday
• 7: tm_yday
• 8: tm_isdst
• N/A: tm_zone - timezone 이름
• N/A: tm_gmtoff - UTC로부터 몇 초나 앞서 있는지(KST의 경우 9시간 앞서 있으므로 32400)

문자열과의 변환

time.strftime(format[, t])

struct_time 객체인 인자 t를 format에 지정된 문자열 형태로 변환합니다. t가 제공되지 않으면 time.localtime()에 의해 반환된 시간이 적용됩니다. format은 문자열이어야 합니다. format string의 종류는 Python library reference에서 확인할 수 있습니다.

time.strptime(string[, format])

string을 파싱하여 struct_time 객체로 변환합니다. format은 기본적으로 "%a %b %d %H:%M:%S %Y" 형태입니다.

re는 Python에서 정규 표현식을 사용하기 위한 모듈입니다. 이는 Perl에 있는 것과 유사한 정규 표현식 연산을 제공합니다. str와 bytes 타입에 모두 적용 가능하지만, str 패턴을 bytes 객체에 적용하거나 bytes 패턴을 str 객체에 적용하는 것은 불가능합니다. 이스케이핑은 \ 기호를 사용합니다.

모듈 레벨 함수

re 모듈에는 정규 표현식을 위한 많은 함수들이 존재합니다.

re.compile(pattern, flags=0)

인자로 전달된 정규 표현식 문자열 pattern을 통해 Pattern 객체를 만들어 반환합니다.

Pattern 객체에 대한 것들은 아래에서 다시 설명합니다.

re.search(pattern, string, flags=0)

string을 스캔하여 pattern이 일치하는 첫 번째 위치를 찾고, 이에 대응되는 match 객체를 반환합니다. 문자열의 어느 위치도 패턴과 일치하지 않으면 None을 반환합니다.

re.match(pattern, string, flags=0)

string의 선두에 0개 이상의 문자가 pattern과 일치하는 경우, 대응하는 match 객체를 반환합니다. 문자열이 패턴과 일치하지 않으면 None을 반환합니다. 1개 이상의 \n으로 이루어진 multiline string의 경우에도 문자열의 시작 부분을 기준으로 판단합니다.

• search : 문자열의 어느 위치든 pattern과 일치하는지의 여부를 판단
• match : 문자열의 시작 부분에서만 pattern과의 일치 여부를 판단

re.fullmatch(pattern, string, flags=0)

string의 전체가 pattern과 일치하면 대응하는 match 객체를 반환합니다. 여기서도 문자열이 패턴과 일치하지 않으면 None을 반환합니다.

re.split(pattern, string, maxsplit=0, flags=0)

string을 전달된 pattern을 기준으로 split합니다. maxsplit은 최대 몇 개까지 문자열을 split할지를 나타냅니다. 해당 인자가 0이 아니면, 최대 maxsplit 만큼의 문자열 잘라내기가 발생하고 나머지 문자열이 list의 마지막 요소로 반환됩니다.

re.findall(pattern, string, flags=0)

string에서 pattern에 맞는 모든 문자열을 list로 반환합니다. 스캔은 왼쪽에서 오른쪽으로 진행되며, 발견된 순서대로 리스트에 추가됩니다.

re.finditer(pattern, string, flags=0)

string에서 pattern에 맞는 모든 문자열에 대한 match 객체를 yield하는 iterator를 반환합니다. findall과 동일하게 왼쪽에서 오른쪽으로 스캔이 진행되며, 발견된 순서대로 match 객체가 iterator에 추가됩니다.

re.sub(pattern, repl, string, count=0, flags=0)

string에서 pattern과 일치하는 부분은 repl로 변경하여 반환. 정규 표현식 기반의 str.replace()라고 생각하면 됩니다.

re.subn(pattern, repl, string, count=0, flags=0)

re.sub()와 같은 작업을 수행하지만 replace한 문자열의 갯수가 포함된 tuple을 반환합니다.

re.escape(pattern)

ASCII 문자, 숫자 및 _(underscore)를 제외한 패턴의 모든 문자를 이스케이프 처리합니다. 이는 메타 문자(\, %, *, + 등)가 포함되어 있을 수 있는 리터럴 문자열을 정규 표현식에 사용하는 경우 매우 유용합니다.

re.purge()

모듈 레벨 함수를 이용해 정규 표현식 관련 작업을 수행할 경우, 인자로 전달된 pattern은 함수 호출마다 Pattern 객체로 변환됩니다. 해당 함수를 이용해 정규 표현식 캐시를 지울 수 있습니다.

정규 표현식 객체(Pattern 객체)

같은 정규 표현식을 가지고 재사용하는 경우, re.compile을 통해 Pattern 객체를 만들어 사용하는 것이 더 효율적입니다. 해당 객체는 아래와 같은 메소드와 속성들을 가지고 있습니다.

regex.search(string[, pos[, endpos]])

미리 컴파일된 정규 표현식을 사용한다는 점을 제외하면 re.search()와 동일하며, 선택 인자 pos와 endpos는 각각 search가 동작할 시작 인덱스와 마지막 인덱스를 명시하여 검색 영역을 제한하기 위해 사용됩니다. 각각 0, len(string)입니다.

regex.match(string[, pos[, endpos]])

미리 컴파일된 정규 표현식을 사용한다는 점을 제외하면 re.match()와 동일하며, 선택 인자들은 regex.search()와 동일한 의미입니다.

regex.fullmatch(string[, pos[, endpos]])

미리 컴파일된 정규 표현식을 사용한다는 점을 제외하면 re.match()와 동일하며, 선택 인자들은 regex.search()와 동일한 의미입니다.

regex.split(string, maxsplit=0)

미리 컴파일된 정규 표현식을 사용한다는 점을 제외하면 re.split()과 동일합니다.

regex.findall(string[, pos[, endpos]])

미리 컴파일된 정규 표현식을 사용한다는 점을 제외하면 re.findall()과 동일하며, 선택 인자들은 regex.search()와 동일한 의미입니다.

regex.finditer(string[, pos[, endpos]])

미리 컴파일된 정규 표현식을 사용한다는 점을 제외하면 re.finditer()와 동일하며, 선택 인자들은 regex.search()와 동일한 의미입니다.

regex.sub(repl, string, count=0)

미리 컴파일된 정규 표현식을 사용한다는 점을 제외하면 re.sub()와 동일합니다.

regex.subn(repl, string, count=0)

미리 컴파일된 정규 표현식을 사용한다는 점을 제외하면 re.subn()과 동일합니다.

regex.groups

정규 표현식에 존재하는 그룹의 갯수를 반환합니다. re 모듈에서 감지할 수 있는 그룹의 문법은 (?P<id>...)입니다.

regex.groupindex

그룹 이름을 번호와 매핑한 dictionary를 반환합니다. 해당 정규 표현식에 그룹이 사용되지 않았다면 비어 있는 dictionary가 반환됩니다.

regex.pattern

해당 객체를 만들 때 사용한 정규 표현식 문자열을 반환합니다.

match 객체

re 모듈의 많은 함수와 메소드에서 match 객체를 반환합니다. match 객체는 아래와 같은 메소드와 속성들을 가집니다.

match.group([group1, ...])

해당 match 객체의 subgroup 하나를 반환합니다. 인자를 전달하지 않거나 0을 전달하면 match 전체를 반환하고, 여러 개의 인자를 전달하는 경우 인자 당 하나의 항목으로 이루어진 tuple을 반환합니다. 인자로 전달된 그룹 번호가 음수이거나 그룹의 수보다 큰 경우 IndexError가 발생합니다.

match.__getitem__(g)

match.group(g)와 동일한 역할을 합니다.

match.groups(default=None)

match 객체의 모든 subgroup을 tuple로 반환합니다.

match.groupdict(default=None)

그룹 이름을 key로 한 subgroup의 dictionary를 반환합니다.

match.pos & match.endpos

각각 Pattern 객체의 search()나 match() 메소드에 전달된 pos와 endpos 인자의 값입니다.

match.re & match.string

각각 match 객체 생성 시 사용된 Pattern 객체, search()나 match()에 전달된 string 인자를 반환합니다.

난수(무작위 값)이 필요할 때가 있습니다. Python의 빌트인 모듈인 random을 사용하면, 특정한 정수 범위 내에서 하나를 선택하거나, 0에서 1 사이의 실수를 가져오거나, iterable 객체에서 요소를 선택하는 등의 일을 할 수 있습니다. Python은 난수 생성을 위해 Mersenne Twister(메르센 트위스터) 알고리즘을 사용하며, C언어 기반으로 구현되어 빠르고 스레드 안전합니다. 이 모듈에서 제공하는 함수는, 실제로는 random.Random 클래스의 인스턴스에 바인딩된 메소드입니다.

정수를 위한 함수

random.randrange(stop) | random.randrange(start, stop[, step])

인자로 전달된 범위(start, stop, step)에서 무작위로 선택된 요소를 반환합니다. random.choice(range(start, stop, step))와 결과는 동일하지만, 내부적으로 range 객체를 만들지는 않습니다. 이 함수의 위치 인자들은 range()의 인자와 동일합니다.

random.randint(a, b)

a와 b 사이의 정수 N을 반환합니다. 여기서 N은 a <= N <= b입니다. randrange(a, b+1)과 같으며, 내부적으로도 그렇게 동작합니다.

Sequence 객체를 위한 함수

random.choice(seq)

인자로 전달된 sequence 객체에서 요소 하나를 반환합니다. seq가 비어있을 경우 IndexError를 발생시킵니다.

random.shuffle(x[, random])

실수를 위한 함수

random.random()

[0.0, 1.0) 범위의 실수 하나를 반환합니다.

random.uniform(a, b)

a와 b 사이의 실수 N을 반환합니다. 여기서 N은 a <= b라면 a <= N <= b이고, b < a라면 b <= N <= a입니다.

이 외에 triangular, betavariate, expovariate 등 많은 함수들이 존재하며, 이는 Python 공식 문서 - random에서 확인할 수 있습니다.