파이썬에서의 제어문 for문

for문의 기본 구조

for문의 기본적인 구조는 다음과 같다.

for 변수 in 리스트(또는 튜플, 문자열):
    수행할 문장1
    수행할 문장2
    ...

리스트나 튜플, 문자열의 첫 번째 요소부터 마지막 요소까지 차례로 변수에 대입되어 "수행할 문장1", "수행할 문장2" 등이 수행된다.

예제 이용해 for문 이해하기

for문은 예제를 통해서 살펴보는 것이 가장 알기 쉽다. 다음 예제를 직접 입력해 보자.

1. 전형적인 for문

>>> test_list = ['one', 'two', 'three'] 
>>> for i in test_list: 
...     print(i)
... 
one 
two 
three

['one', 'two', 'three']라는 리스트의 첫 번째 요소인 'one'이 먼저 i 변수에 대입된 후 print(i)라는 문장을 수행한다. 다음에 'two'라는 두 번째 요소가 i 변수에 대입된 후 print(i) 문장을 수행하고 리스트의 마지막 요소까지 이것을 반복한다.

2. 다양한 for문의 사용

>>> a = [(1,2), (3,4), (5,6)]
>>> for (first, last) in a:
...     print(first + last)
...
3
7
11

위의 예는 a 리스트의 요소값이 튜플이기 때문에 각각의 요소들이 자동으로 (first, last)라는 변수에 대입된다.

※ 이 예는 02장에서 살펴보았던 튜플을 이용한 변수값 대입 방법과 매우 비슷한 경우이다. >>> (first, last) = (1, 2)

3. for문의 응용

for문의 쓰임새를 알기 위해 다음을 가정해 보자.

"총 5명의 학생이 시험을 보았는데 시험 점수가 60점이 넘으면 합격이고 그렇지 않으면 불합격이다. 합격인지 불합격인지 결과를 보여주시오."

우선 학생 5명의 시험 점수를 리스트로 표현해 보았다.

marks = [90, 25, 67, 45, 80]

1번 학생은 90점이고 5번 학생은 80점이다.

이런 점수를 차례로 검사해서 합격했는지 불합격했는지 통보해 주는 프로그램을 만들어 보자. 역시 에디터로 작성한다.

# marks1.py
marks = [90, 25, 67, 45, 80]

number = 0 
for mark in marks: 
    number = number +1 
    if mark >= 60: 
        print("%d번 학생은 합격입니다." % number)
    else: 
        print("%d번 학생은 불합격입니다." % number)

각각의 학생에게 번호를 붙여 주기 위해 number라는 변수를 이용하였다. 점수 리스트인 marks에서 차례로 점수를 꺼내어 mark라는 변수에 대입하고 for문 안의 문장들을 수행하게 된다. 우선 for문이 한 번씩 수행될 때마다 number는 1씩 증가한다.

이 프로그램을 실행하면 mark가 60 이상일 때 합격 메시지를 출력하고 60을 넘지 않을 때 불합격 메시지를 출력한다.

C:\doit>python marks1.py
1번 학생은 합격입니다.
2번 학생은 불합격입니다.
3번 학생은 합격입니다.
4번 학생은 불합격입니다.
5번 학생은 합격입니다.

for문과 continue

while문에서 살펴보았던 continue를 for문에서도 사용할 수 있다. 즉, for문 안의 문장을 수행하는 도중에 continue문을 만나면 for문의 처음으로 돌아가게 된다.

앞서 for문 응용 예제를 그대로 이용해서 60점 이상인 사람에게는 축하 메시지를 보내고 나머지 사람에게는 아무런 메시지도 전하지 않는 프로그램을 에디터를 이용해 작성해 보자.

# marks2.py 
marks = [90, 25, 67, 45, 80]

number = 0 
for mark in marks: 
    number = number +1 
    if mark < 60: continue 
    print("%d번 학생 축하합니다. 합격입니다. " % number)

점수가 60점 이하인 학생일 경우에는 mark < 60이 참이 되어 continue문이 수행된다. 따라서 축하 메시지를 출력하는 부분인 print문을 수행하지 않고 for문의 처음으로 돌아가게 된다.

C:\doit>python marks2.py
1번 학생 축하합니다. 합격입니다.
3번 학생 축하합니다. 합격입니다.
5번 학생 축하합니다. 합격입니다.

for와 함께 자주 사용하는 range함수

for문은 숫자 리스트를 자동으로 만들어 주는 range라는 함수와 함께 사용되는 경우가 많다. 다음은 range 함수의 간단한 사용법이다.

>>> a = range(10)
>>> a
range(0, 10)

range(10)은 0부터 10 미만의 숫자를 포함하는 range 객체를 만들어 준다.

시작 숫자와 끝 숫자를 지정하려면 range(시작 숫자, 끝 숫자) 형태를 사용하는데, 이때 끝 숫자는 포함되지 않는다.

>>> a = range(1, 11)
>>> a
range(1, 11)

range 함수의 예시 살펴보기

for와 range 함수를 이용하면 1부터 10까지 더하는 것을 다음과 같이 쉽게 구현할 수 있다.

>>> sum = 0 
>>> for i in range(1, 11): 
...     sum = sum + i 
... 
>>> print(sum)
55

range(1, 11)은 숫자 1부터 10까지(1 이상 11 미만)의 숫자를 데이터로 갖는 객체이다. 따라서 위의 예에서 i 변수에 리스트의 숫자들이 1부터 10까지 하나씩 차례로 대입되면서 sum = sum + i라는 문장을 반복적으로 수행하고 sum은 최종적으로 55가 된다.

또한 우리가 앞서 살펴보았던 60점 이상이면 합격이라는 문장을 출력하는 예제도 range 함수를 이용해서 바꿀 수 있다. 다음을 보자.

#marks3.py
marks = [90, 25, 67, 45, 80]
for number in range(len(marks)):
    if marks[number] < 60: continue
    print("%d번 학생 축하합니다. 합격입니다." % (number+1))

여기서 len이라는 함수가 처음 나왔다. len 함수는 리스트 내 요소의 개수를 돌려주는 함수이다. 따라서 len(marks)는 5가 될 것이고 range(len(marks))는 range(5)가 될 것이다. number 변수에는 차례로 0부터 4까지의 숫자가 대입될 것이고, marks[number]는 차례대로 90, 25, 67, 45, 80이라는 값을 갖게 된다. 결과는 marks2.py 예제와 동일하다.

for와 range를 이용한 구구단

for와 range 함수를 이용하면 소스 코드 단 4줄만으로 구구단을 출력할 수 있다. 들여쓰기에 주의하며 입력해 보자.

>>> for i in range(2,10): 
...     for j in range(1, 10): 
...         print(i*j, end=" ") 
...     print('') 
... 
2 4 6 8 10 12 14 16 18 
3 6 9 12 15 18 21 24 27 
4 8 12 16 20 24 28 32 36
5 10 15 20 25 30 35 40 45
6 12 18 24 30 36 42 48 54 
7 14 21 28 35 42 49 56 63 
8 16 24 32 40 48 56 64 72 
9 18 27 36 45 54 63 72 81

위의 예를 보면 for문이 두 번 사용되었다. ①번 for문에서 2부터 9까지의 숫자(range(2, 10))가 차례로 i에 대입된다. i가 처음 2일 때 ②번 for문을 만나게 된다. ②번 for문에서 1부터 9까지의 숫자(range(1, 10))가 j에 대입되고 그 다음 문장인 print(i*j)를 수행한다.

따라서 i가 2일 때 2*1, 2*2, 2*3, … 2*9까지 차례로 수행되며 그 값을 출력하게 된다. 그 다음으로 i가 3일 때 역시 2일 때와 마찬가지로 수행될 것이고 i가 9일 때까지 계속 반복된다.

[입력 인수 end를 넣어 준 이유는 무엇일까?]

앞의 예제에서 print(i*j, end=" ")와 같이 입력 인수 end를 넣어 준 이유는 해당 결과값을 출력할 때 다음줄로 넘기지 않고 그 줄에 계속해서 출력하기 위해서이다. 그 다음에 이어지는 print(' ')는 2단, 3단 등을 구분하기 위해 두 번째 for문이 끝나면 결과값을 다음 줄부터 출력하게 해주는 문장이다.

만약 파이썬 2.7 버전을 사용한다면 print(i*j, end=" ") 대신 print i*j,와 같이 콤마(,)를 마지막에 넣어야 한다.

리스트 안에 for문 포함하기

리스트 안에 for문을 포함하는 리스트 내포(List comprehension)를 이용하면 좀 더 편리하고 직관적인 프로그램을 만들 수 있다. 다음의 예제를 보자.

>>> a = [1,2,3,4]
>>> result = []
>>> for num in a:
...     result.append(num*3)
...
>>> print(result)
[3, 6, 9, 12]

위 예제는 a라는 리스트의 각 항목에 3을 곱한 결과를 result라는 리스트에 담는 예제이다.

이것을 리스트 내포를 이용하면 아래와 같이 간단히 해결할 수 있다.

>>> result = [num * 3 for num in a]
>>> print(result)
[3, 6, 9, 12]

만약 짝수에만 3을 곱하여 담고 싶다면 다음과 같이 "if 조건"을 사용할 수 있다.

>>> result = [num * 3 for num in a if num % 2 == 0]
>>> print(result)
[6, 12]

리스트 내포의 일반적인 문법은 다음과 같다. "if 조건" 부분은 앞의 예제에서 볼 수 있듯이 생략할 수 있다.

[표현식 for 항목 in 반복가능객체 if 조건]

조금 복잡하지만 for문을 2개 이상 사용하는 것도 가능하다. for문을 여러 개 사용할 때의 문법은 다음과 같다.

[표현식 for 항목1 in 반복가능객체1 if 조건1
        for 항목2 in 반복가능객체2 if 조건2
        ...
        for 항목n in 반복가능객체n if 조건n]

만약 구구단의 모든 결과를 리스트에 담고 싶다면 리스트 내포를 이용하여 아래와 같이 간단하게 구현할 수도 있다.

>>> result = [x*y for x in range(2,10)
...               for y in range(1,10)]
>>> print(result)
[2, 4, 6, 8, 10, 12, 14, 16, 18, 3, 6, 9, 12, 15, 18, 21, 24, 27, 4, 8, 12, 16,
20, 24, 28, 32, 36, 5, 10, 15, 20, 25, 30, 35, 40, 45, 6, 12, 18, 24, 30, 36, 42
, 48, 54, 7, 14, 21, 28, 35, 42, 49, 56, 63, 8, 16, 24, 32, 40, 48, 56, 64, 72,
9, 18, 27, 36, 45, 54, 63, 72, 81]

지금껏 우리는 프로그램의 흐름을 제어하는 if문, while문, for문에 대해서 알아보았다. 아마도 여러분은 while문과 for문을 보면서 2가지가 아주 비슷하다는 느낌을 받았을 것이다. 실제로 for문을 사용한 부분을 while문으로 바꿀 수 있는 경우도 많고, while문을 for문으로 바꾸어서 사용할 수 있는 경우도 많다.