삼각형 출력 예제를 통한 여러 가지 소스 비교 with Python

콘솔에 삼각형

         *
       * *
      *   *
     *     *
    *       *
   *         *
  *           *
 *             *
*****************

을 출력하는 Python 소스 코드를 작성해 보자. 이런 소스 코드의 작성은 학원이나 학교에서 프로그래밍 입문자에게 과제로 많이 주어지는 것 중의 하나이다. 코끼리를 보거나 만진 사람들이 저마다 그 생김새를 말할 때 제각기 다르게 표현할 수 있듯이 이런 소스 코드의 작성도 알고 보면 얼마든지 많은 방법이 있을 것이다. 여기서는 쉬운 코드 부터 작성해 보고 차츰차츰 소스를 바꾸어 가면서 Python 프로그래밍의 기초부분을 터득해 보기로 한다.

모든 소스 코드에서는 삼각형 출력 부분 담당 함수 printTriange()를 별도로 구현하였다.

우선 첫번 째 예제는 Python의 컨솔 출력 함수 print의 사용법만 알면 누구나 코딩할 수 있는 매우 단순한 소스 코드이다.


삼각형 출력 예제 1
#  Filename: printTriangle1.py
#            Print a triangle on console.
#
#  Execute: python printTriangle1.py
#
#      Date:  2008/04/02
#    Author:  PH Kim   [ pkim (AT) scripts.pe.kr ]

def printTriange():
    print "        *        "
    print "       * *       "
    print "      *   *      "
    print "     *     *     "
    print "    *       *    "
    print "   *         *   "
    print "  *           *  "
    print " *             * "
    print "*****************"

printTriange()




위의 소스 코드는 아무 알고리즘도 없는 너무 단순한 코드이다. 이런 코드를 작성했다간 출력 모양이나 크기를 변경해야 하는 상황을 맞이하면 워드프로세서로 문서 만드는 것 이상으로 많은 수작업을 하거나 아니면 포기하는 지경에 이를 수도 있다. 그래서 다음 처럼 좀 더 나은 소스 코드를 작성하였다. 그런데 Python 언어의 출력 함수 print 의 언어 간 호환성에 문제가 있다. print 문은 Groovy 언어의 println처럼 스트링을 출력 후 새 줄 문자(newline, '\n')을 추가한다. 그리고 끝에 콤마를 추가한

        print string,

문은 출력 후 차후 print 구문을 만날 시 빈간 문자(' ')를 하나 추가한다. 자바 언어의 System.out.print 나 Groovy 언어의 print 에 해당하는 Python의 출력 구문이나 출력 함수는 없을끼? 이 질문에 대한 대답은

        import sys
        sys.stdout.write(string)

이다. 이 경우 print 구문과 달리 string을 반드시 괄호 속에 넣어야 한다. 아래의 소스 코드에서는 아예 write() 함수를 작성하여 이의 사용을 더 편하게 하였다.




삼각형 출력 예제 2
#  Filename: printTriangle2.py
#            Print a triangle on console.
#
#  Execute: python printTriangle2.py
#
#      Date:  2008/04/02
#    Author:  PH Kim   [ pkim (AT) scripts.pe.kr ]

import sys

def write(s):
    sys.stdout.write(s)

def printTriange():
    for i in range(0, 8):
        for k in range(0, 8-i):
            write(" ")
        for k in range(0, 2*i+1):
            if k == 0 or k == 2*i:
                write("*")
            else:
                write(" ")
        for k in range(0, 8-i):
            write(" ")
        print

    for i in range(0, 17):
        write("*")
    print

printTriange()



위의 소스 코드는 Python의 컨솔 출력 함수 print 와 sys.std.write() 그리고 for 반복 구문을 적절히 사용하여 구현되었다. 숫자 몇 곳만 수정하면 출력되는 삼각형의 크기를 바꿀 수 있다. 한 줄에 출력될 문자를 구성하는 알고리즘은 위의 예제와 근본적으로 같지만 print, sys.std.write 를 사용하지 않고, 그대신 문자의 리스트를 만들어 한 즐씩 출력하는 소스 코드를 다음 예제와 같이 작성해 보았다.
또 빈칸 17개의 문자로 구성된 리스트를 생성하기 위한 구문은

        whites = [" "]*17

이다. (string*number 또는 list*number 의 구문은 Groovy, Ruby 언어에서도 지원된다.)



삼각형 출력 예제 3
#  Filename: printTriangle3.py
#            Print a triangle on console.
#
#  Execute: python printTriangle3.py
#
#      Date:  2008/04/02
#    Author:  PH Kim   [ pkim (AT) scripts.pe.kr ]

def printTriange():
    line2 = [" "]*17
    for i in range(0, 8):
        line2 = [" "]*17
        line2[8-i] =  '*'
        line2[8+i] =  '*'
        print "".join(line2)

    line2 = [" "]*17
    for i in range(0, 17):
        line2[i] =  '*'
    print "".join(line2)

printTriange()




별(*) 문자를 이용하여 삼각형을 출력하는 일은 빈칸 문자와 별 문자를 적당한 좌표(위치)에 촐력하는 일이다. 출력될 한 줄의 스트링을 완성한 후 하나의 print 구문으로 출력하는 기법으로 소스 코드를 작성해 보았다. 소스 코드 중에

        whites = " "*17
        stars = "*"*17

은 지정된 개수(여기서는 17) 만큼 string을 중복 연결하는 구문이다.




삼각형 출력 예제 4
#  Filename: printTriangle4.py
#            Print a triangle on console.
#
#  Execute: python printTriangle4.py
#
#      Date:  2008/04/02
#    Author:  PH Kim   [ pkim (AT) scripts.pe.kr ]

def printTriange():
    whites = " "*17
    stars  = "*"*17
    line2 = "%s%s%s" % (whites[0:8], "*", whites[0:7])
    print line2
    for i in range(1, 8):
        line2 = "%s%s%s%s%s" % (whites[:8-i], "*", whites[8-i:7+i], "*", whites[7+i:])
        print line2
    print stars

printTriange()




string은 immutable이라 그 내용을 변경할 수 없지만, 리스트는 그 요소(item)를 아무 때 나 변경할 수 있다. 한줄에 출력될 각 문자를 리스트 타입의 변수 line2에 저장한 다음 print 문으로 출력 시

    "".join(line2)

로 그 리스트의 모든 요소(item)가 모두 연결되어 출력되게 하였다.



삼각형 출력 예제 5
#  Filename: printTriangle5.py
#            Print a triangle on console.
#
#  Execute: python printTriangle5.py
#
#      Date:  2008/04/02
#    Author:  PH Kim   [ pkim (AT) scripts.pe.kr ]

def printTriange():
    whites = " "*17
    stars  = "*"*17
    start = 8
    line2 = [" "]*17
    line2[start] = "*"
    print "".join(line2)
    for i in range(1, 8):
        line2 = [" "]*17
        line2[start - i] = stars[start - i]
        line2[start + i] = stars[start + i]
        print "".join(line2)
    print stars

printTriange()




출력되는 삼각형이 좌우 대칭이라는 사실에 착안하여, 다음 소스 코드에서는  각 줄을 처음 8자, 중앙 한 문자, 끝 8자(처음 8자의 역순)로 string을 만들어 출력하였다.



삼각형 출력 예제 6
#  Filename: printTriangle6.py
#            Print a triangle on console.
#
#  Execute: python printTriangle6.py
#
#      Date:  2008/04/02
#    Author:  PH Kim   [ pkim (AT) scripts.pe.kr ]

import array

def reverse(chars):
    aa = array.array('c', chars)
    aa.reverse()
    return aa.tostring()
   
def printTriange():
    whites = " "*8
    stars  = "*"*8
    start = 8
    line = whites + '*' + whites
    print line
    for i in range(1, 8):
        line = whites[:-i] + '*' + whites[-i:-1]
        print line + ' ' + reverse(line)
    line = stars + '*' + stars
    print line

printTriange()




다음 소스 코드는 한 줄에 출력될 문자열의 데이터를 17비트 이진법 수로 구성하고, 이 이진법수의 비트가 0인 곳에는 빈칸을, 1인 곳에는 별(*)을 출력하는 기법으로 작성되었다.



삼각형 출력 예제 7
#  Filename: printTriangle7.py
#            Print a triangle on console.
#
#  Execute: python printTriangle7.py
#
#      Date:  2008/04/02
#    Author:  PH Kim   [ pkim (AT) scripts.pe.kr ]

BASE36 = "0123456789ABCDEFGHIJKLMNOPQRSTUVWXYZ"

def itoa(num, radix=10):
   isNegative = False
   if num < 0:
      isNegative = True
      num = -num
   arr = []
   q, r = num, 0
   while q >= radix:
      q, r = divmod(q, radix)
      arr.append(BASE36[r])
   arr.append(BASE36[q])
   if isNegative:
      arr.append("-")
   arr.reverse()
   return ''.join(arr)

def printTriange():
    start = 0x100
    total = 0
    val = start
    data = ""
    for k in range(0, 8):
        val = (start << k) | (start >> k)
        data = itoa(val, 2)
        s = ""
        for i in range(0, 17 - len(data)):
            s += " "
        for i in range(0, len(data)):
            if data[i] == '0':
                s += " "
            else:
                s += "*"
        print s
        total += val

    val = (start << 8) | (start >> 8)
    total += val
    data = itoa(total, 2)
    s = ""
    for i in range(0, 17 - len(data)):
        s += " "
    for i in range(0, len(data)):
        if data[i] == '0':
            s += " "
        else:
            s += "*"
    print s

printTriange()




기본적인 원리는 위의 소스 코드와 같지만 이진법수의 한 비트 마다 한 문자씩 츨력하는 대신에 출력될 한 줄의 string을 완성하여 이를 print 구문으로 출력하는 기법으로 재작성한 것이 다음의 소스 코드이다. anotherString = string.replace(원본, 타겟) 을 이용하여 모든 0을 빈칸으로, 모든 1을 별(*) 문자로 바꾸었으며, 별(*) 문자만으로 이루어진 마지막 줄 출력을 위해 변수 total을 준비하였다. for 반복 구문의 블럭 내에서 구문

            total |= val

이 하는 일이 무엇인지 이해할 수 있으면 좋겠다.




삼각형 출력 예제 8
#  Filename: printTriangle8.py
#            Print a triangle on console.
#
#  Execute: python printTriangle8.py
#
#      Date:  2008/04/02
#    Author:  PH Kim   [ pkim (AT) scripts.pe.kr ]

import array

def reverse(chars):
    aa = array.array('c', chars)
    aa.reverse()
    return aa.tostring()
   
BASE36 = "0123456789ABCDEFGHIJKLMNOPQRSTUVWXYZ"

def itoa(num, radix=10):
   isNegative = False
   if num < 0:
      isNegative = True
      num = -num
   arr = []
   q, r = num, 0
   while q >= radix:
      q, r = divmod(q, radix)
      arr.append(BASE36[r])
   arr.append(BASE36[q])
   if isNegative:
      arr.append("-")
   arr.reverse()
   return ''.join(arr)

def printTriange():
    zeros  = "00000000"
    start = 0x100
    total = 0
    val = start
    line = ""
    data = ""
    for k in range(0, 8):
        val = (start << k) | (start >> k)
        data = itoa(val, 2)
        line = zeros[0:17-len(data)] + data
        line = line.replace("0", " ")
        line = line.replace("1", "*")
        print line
        total |= val

    val = (start << 8) | (start >> 8)
    total |= val
    line = itoa(total, 2)
    line = line.replace("0", " ")
    line = line.replace("1", "*")
    print line

printTriange()




소스 코드가 처음 것 보다 매우 복잡해졌지만, Python의 리스트를 이용해서 구현해 보았다. Python 언어 외에 Groovy, Ruby 언어 같은 스크립팅 언어에서도 리스트와 맵은 매우 중요하게 취급되며, 구문에서도 이를 위한 문법을 제공하고 있다. 별(*) 문자만으로 구성된 마지막 줄 출력을 위해 리스트 타입의 변수 last를 준비하였다. 또 리스트에 속한 모든 item을 출력하는 Python 코드

        print "".join(data)

는 음미해볼 만한 부분이다.



삼각형 출력 예제 9
#  Filename: printTriangle9.py
#            Print a triangle on console.
#
#  Execute: python printTriangle9.py
#
#      Date:  2008/04/02
#    Author:  PH Kim   [ pkim (AT) scripts.pe.kr ]

def printTriange():
    start = 8
    data = [" "]*17
    last = [" "]*17

    data[start] = "*"
    last[start] = "*"
    print "".join(data)
    data[start] = " "

    for k in range(1, 8):
        data[start - k] = "*"
        last[start - k] = "*"
        data[start + k] = "*"
        last[start + k] = "*"
        print "".join(data)
        data[start - k] = " "
        data[start + k] = " "

    last[start - 8] = "*"
    last[start + 8] = "*"
    print "".join(last)

printTriange()





다음 예제는 수학에서 xy-좌표평면에 점을 찍듯이 논리 구문

             (x + y - 8 == 0) or (y - x + 8 == 0) or (y - 8 == 0)

가 참이 되는 위치에 별(*) 문자를 표시하는 기법으로 작성된 소스 코드이다.




삼각형 출력 예제 10
#  Filename: printTriangle10.py
#            Print a triangle on console.
#
#  Execute: python printTriangle10.py
#
#      Date:  2008/04/02
#    Author:  PH Kim   [ pkim (AT) scripts.pe.kr ]

import sys

def printTriange():
    for y in range(0, 9):
        for x in range(0, 17):
            if (x + y - 8 == 0) or (y - x + 8 == 0) or (y - 8 == 0):
                a = '*'
            else:
                a = ' '
            sys.stdout.write(a)
        print

printTriange()








이 저작물은 크리에이티브 커먼즈 코리아 저작자표시-비영리-변경금지 2.0 대한민국 라이센스에 따라 이용하실 수 있습니다.