파이썬 함수 관련 몇가지 문제 풀이

27 Jun 2018

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1번 문제

x = 3
z = x
print(id(x) == id(z))

위의 코드를 출력해보면 결과값이 True가 나온다.

그렇다면 아래의 코드는 결과값이 어떨까?

x = 1
z = x
x += 121212
print(id(x) == id(z))

출력해보면 False라는 결과값이 나온다. 위의 두 코드가 다른 점은 x를 수정했다는 것이다. 수정만 했을 뿐인데 두 결과값은 정반대의 결과가 나왔다.

이번엔 integer가 아닌 list를 이용하여 확인해보자.

x = [1]
z = x
print(id(x) == id(z))

위의 코드의 출력값은 True이다.

x = [1]
z = x
x.append(3)
print(id(x) == id(z))

위의 코드의 출력값 역시 True이다.

integer가 아닌 list를 이용했는데 결과값이 True로 나왔다.

integer로 만든 것과 list로 만든 것의 차이가 무엇이길래 결과가 다른 것일까?

핵심은 mutable과 immutable이다. mutable한 list같은 경우, 값(value)을 변경해도 mutable하기 때문에 같은 name을 가진다. 하지만 immutable한 integer의 경우, 값(value)을 변경하면 immutable하기에 x와 z의 name이 다르며 값도 다르다. 즉, 메모리 공간에 새로운 integer가 하나 더 생기게 된다. 따라서 Mutable object와 Immutable object를 잘 알고있어야 위와 같은 오류를 범하지 않을 수 있다.

2번 문제

def foo(k):
    k = [1]
q = [0]
foo(q)
print(q)

출력값을 [1]이라고 착각할 수 있다. 하지만 코드를 작성해보고 실행해보면 출력값이 [1]이 아니라 [0]이 출력된다. 어떻게 된 일일까?

line 3 (q = [0]) : q라는 메모리 상자에 [0]이 들어간다(초기화된다).
line 4 (foo(q)) : foo함수에 의해 [0]을 가지고있는 메모리 상자를 가르키는 name이 q인 동시에 k가 된다.
line 2 (k = [1]) : [1]을 가지는 메모리 상자를 가르키는 name이 k로 변하게 된다. 즉, 이 순간 기존 q와 동일한걸 가르키던 k는 이제 새로운 [1]이라는 공간을 가르키게 된다.
line 5 (print(q)) : q라는 메모리 상자안에 있는 [0]이 출력된다.

위와 같은 절차에 의해 출력이 [0]으로 출력되는 것이다.

3번 문제

def foo(x):
    x[0] = ['def']
    x[1] = ['abc']
    return id(x)
q = ['abc', 'def']
print(id(q) == foo(q))

출력값이 True일까 False일까? 출력 해보면 True가 출력된다. 어떻게 된 일일까?

line 5 (q = ['abc', 'def']) : q라는 메모리 상자에 ['abc', 'def']가 들어간다(초기화된다).
line 6 (print(id(q) == foo(q))) : id(q)에는 q의 identity가, foo(q)에는 foo함수에 의해 리턴값이 나오게 된다.

list는 mutable하기 때문에 q로 메모리 상자의 값을 변경가능(=mutable)하다. 따라서, 변경 이후에도 여전히 x, q 모두 변경된리스트를 가르키게 된다. 이러한 절차로 인해 print(id(q) == foo(q))를 하게 되면 True라는 값이 나오게 된다.

추가질문

print(q)를 하게 되면 어떤 출력값을 보여줄까? ['abc', 'def']? 아니면 [['def'], ['abc']]??

[[‘def’], [‘abc’]]가 출력된다. foo함수에서 0번째, 1번째 요소를 변경시켰기 때문이다.

4번 문제

def foo(i, x = []):
    x.append(x.append(i))
    return x
for i in range(3):
    y = foo(i)
print(y)

1, 2, 3번 문제와 비교해봤을 때, 좀 더 난이도가 있다. 위의 결과값을 알아내기 위해서는 아래 두 코드에 대한 이해가 필요하다.

4-1번 문제

l = []
l.append(1)
x = l.append(1)
type(x)

위의 코드를 실행시켜보면 출력값이 NoneType이라 출력된다. 어떻게 된 일일까?

우리는 l.append(1)을 주목해야 한다. x = l.append(1)을 실행시키면 l이라는 리스트에 [1]이 추가된다.

이 때, l.append(1)은 l이라는 객체의 함수를 부르는 것이고 그 함수(append)가 None을 return하기 때문에 사실상 위 라인은 x = None과 동치이다. 만약, l.append(1)가 인풋으로 받은 인자를return하는 함수였으면 x = 1일 것이다. 하지만 파이썬의 list라는 타입(클래스)을 만든 사람들이 .append라는 함수를 그렇게 설계하지 않았기 때문에 x는 None이 되는 것이다. (python 공식문서 - append 함수 부분 참고) 4번 질문으로 다시 돌아가서 x.append(x.append(i))부분을 보자. 위의 설명에 의해 x.append(i)부분은 None값이라는 것을 알 수 있다. 따라서 x리스트에 None을 덧붙이게 된다는 것을 알 수 있다.

4-2번 문제

def foo(x = []):
    x.append(2)
    print(x)
foo()
foo()
foo()

위의 코드를 이해해야한다. foo함수를 한번 호출(call)하면 [2], 두번 출력하면 [2, 2], 세번 출력하면 [2, 2, 2]가 출력된다.

위의 두 코드에 대한 이해가 되었다면 본론으로 돌아가자.

(4번 문제 내용)

def foo(i, x = []):
    x.append(x.append(i))
    return x
for i in range(3):
	y = foo(i)
print(y)

4번 문제의 코드실행을 살펴보면,

line 4 (for i in range(3)) : i = 0, 1, 2가 순서대로 초기화된다.
line 5 (y = foo(i)) : 함수가 호출되면서 foo함수 내부(x.append(2))가 실행된다.
line 2 (x.append(x.append(i))) : None값을 계속 추가시킨다. 또한 첫번째 줄 함수 매개변수에 x = []라는 것이 있기 때문에 i = 0일 때, print(y)를 하게 되면 [0, None]이 출력된다.

추가적으로, 함수를 부를 때(call)마다 매번 x = []가 초기화 되는게 아니라 맨 처음에 파이썬 인터프리터가 이 코드를 한번 쭉 읽기 시작할 때 단 한번만 초기화된다. 따라서 마지막 줄(print(y))를 실행하게 되면 [0, None, 1, None, 2, None]이 출력되게 된다.

참고글