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파이썬에서는 데이터 처리에 있어 이터레이터(iterator)와 제너레이터(generator)라는 두 가지 개념이 매우 중요하게 다루어집니다. 이 두 가지 도구는 각각의 특징이 있으며, 서로 다른 경우에 유용하게 사용될 수 있습니다. 이번 포스트에서는 이터레이터와 제너레이터의 차이점을 명확히 이해하고, 각각의 활용 방법에 대해 알아보겠습니다.

이터레이터란?

이터레이터는 데이터의 원소를 하나씩 순차적으로 접근할 수 있는 객체입니다. 일반적으로 리스트, 튜플, 문자열 같은 반복 가능한 객체(iterable)에서 이터레이터를 생성할 수 있습니다. 이터레이터를 활용하면 매우 큰 데이터 세트도 메모리에 로드하지 않고도 효율적으로 관리할 수 있습니다. 예를 들어, 다음과 같이 리스트를 통해 이터레이터를 생성할 수 있습니다.

my_list = [1, 2, 3, 4, 5]
list_iterator = iter(my_list)

위 예제에서 list_iterator는 이터레이터 객체가 되며, next() 함수를 호출하여 이터레이터의 원소를 하나씩 얻을 수 있습니다.

이터레이터 생성 및 사용

이터레이터는 __iter__() 메서드와 __next__() 메서드를 사용하여 만들 수 있습니다. 예를 들어, 특정 범위의 짝수를 반환하는 이터레이터 클래스를 정의해 보겠습니다.

class EvenNumbers:
  def __init__(self, n):
    self.n = n
    self.current = 0
  def __iter__(self):
    return self
  def __next__(self):
    if self.current > self.n:
      raise StopIteration
    else:
      even_number = self.current
      self.current += 2
      return even_number

이제 EvenNumbers 클래스를 사용하여 이터레이터를 생성하고, 이를 통해 짝수를 출력할 수 있습니다.

even_iterator = EvenNumbers(10)
for num in even_iterator:
  print(num)

이 코드의 결과는 0, 2, 4, 6, 8, 10이 출력됩니다. 이처럼 이터레이터를 사용하면 대용량 데이터의 처리가 용이해집니다.

제너레이터란?

제너레이터는 이터레이터를 간편하게 생성할 수 있는 방법입니다. 일반적인 함수와 유사하게 정의되지만, yield 키워드를 사용하여 값을 반환하게 됩니다. yield를 통해 함수의 상태를 유지할 수 있어서, 다음 호출 시 이전에 멈춘 지점에서부터 계속 실행됩니다. 이렇게 하면 이터레이터를 생성하는 과정이 더욱 간결해집니다.

제너레이터 생성 및 사용

예를 들어, 피보나치 수열을 생성하는 제너레이터 함수를 다음과 같이 만들 수 있습니다.

def fibonacci(n):
  prev, next = 0, 1
  for _ in range(n + 1):
    yield prev
    prev, next = next, prev + next

제너레이터 함수를 호출하면 제너레이터 객체가 생성됩니다. 이 객체는 필요할 때마다 값을 순차적으로 생성합니다.

fib_generator = fibonacci(10)
for num in fib_generator:
  print(num)

이 코드를 실행하면 피보나치 수열이 차례대로 출력됩니다.

이터레이터와 제너레이터의 차이점

이제 이터레이터와 제너레이터의 주요 차이점을 정리해 보겠습니다:

• 구현 방식: 이터레이터는 클래스를 통해 __iter__()와 __next__() 메서드를 정의하여 생성하며, 제너레이터는 yield를 사용하여 함수를 통해 간편하게 생성할 수 있습니다.
• 메모리 사용: 이터레이터는 전체 데이터를 메모리에 저장하는 반면, 제너레이터는 필요할 때마다 데이터를 생성하므로 메모리 사용이 더 효율적입니다.
• 상태 유지: 제너레이터는 함수의 호출 상태를 유지하므로, 중단된 지점부터 다시 실행이 가능합니다. 이터레이터는 상태 정보를 별도로 관리해야 합니다.
• 코드 간결성: 제너레이터는 코드가 더 간단하며, 이터레이터를 만들기 위해 필요한 boilerplate 코드가 적습니다.

결론

파이썬에서 이터레이터와 제너레이터는 데이터 처리를 위한 강력한 도구이자 개념입니다. 이 두 방법을 적절히 활용하면 대규모 데이터의 효율적인 처리와 메모리 관리가 가능해 집니다. 각각의 특성을 이해하고 상황에 맞게 선택하여 사용하는 것이 중요합니다. 이 글이 이터레이터와 제너레이터의 개념을 명확히 이해하는 데 도움이 되기를 바랍니다.

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