`np.sqrt()` 함수와 제곱 연산자 `**` 비교

Python에서는 제곱근을 구하는 데 두 가지 주요한 방법이 있습니다: np.sqrt() 함수와 제곱 연산자 **를 사용하는 방법입니다.

np.sqrt()는 NumPy 패키지의 함수로, 제곱근을 계산할 때 널리 사용됩니다. 이 함수는 각 요소의 제곱근을 반환하는 배열에 적용될 수 있으며, 이는 벡터화 연산에 유용합니다.

제곱 연산자 **를 사용하는 방법은 제곱근을 계산할 수 있는 또 다른 방법입니다. 1/2을 제곱하여 제곱근을 얻습니다. 예를 들어, x의 제곱근을 계산하려면 x**(1/2)를 사용합니다.

이 두 방법 모두 동일한 결과를 주지만, 사용상의 차이가 있습니다.

• np.sqrt()는 복소수에 대해 정의되지 않았습니다. 복소수의 제곱근을 계산하려면 ** 연산자를 사용해야 합니다.
• ** 연산자는 모든 Python 객체에 대해 동작하므로, NumPy 배열이 아닌 Python 기본 타입(예: 정수, 실수)을 처리하는 데 유용할 수 있습니다.
• 큰 데이터셋의 경우 np.sqrt()는 **보다 더 효율적일 수 있습니다. 벡터화 연산과 최적화된 내부 코드 덕분에 np.sqrt()는 종종 더 빠르고 메모리 효율적입니다.

따라서, 선택하는 방법은 사용 사례에 따라 달라집니다. 사용하는 데이터의 타입(복소수인지, 배열인지 등)과 크기, 그리고 성능에 대한 요구사항을 고려해야 합니다.

예를 들어,

81932187950128915790138590**(1/2)은 정확한 값을 반환하지만 np.sqrt(81932187950128915790138590)는 에러 메세지를 반환합니다.

    81932187950128915790138590**(1/2)
    > 9051640069629.863

    np.sqrt(81932187950128915790138590)
    >
    ---------------------------------------------------------------------------
    AttributeError                            Traceback (most recent call last)
    AttributeError: 'int' object has no attribute 'sqrt'

    The above exception was the direct cause of the following exception:

    TypeError                                 Traceback (most recent call last)
    Cell In[58], line 1
    ----> 1 np.sqrt(81932187950128915790138590)

    TypeError: loop of ufunc does not support argument 0 of type int which has no callable sqrt method

여기서 발생하는 오류는 데이터 타입과 관련이 있습니다. np.sqrt() 함수는 NumPy 패키지의 일부로서, 주로 NumPy ndarray 타입의 객체에 작동합니다. np.sqrt() 함수는 파이썬의 기본 int 타입을 인식하지 못하기 때문에 이러한 오류가 발생하는 것입니다.

NumPy에서는 기본적으로 64비트 정수와 부동 소수점 수를 사용합니다. 이는 대부분의 경우에 충분하지만, 아주 큰 수(보통 263보다 큰 수)에 대해서는 np.sqrt()를 바로 사용할 수 없습니다. 이 경우, ` (1/2)를 사용하는 것이 더 나을 수 있습니다. 그 이유는** (1/2)가 파이썬의 기본 연산자이기 때문에 파이썬의int타입과 잘 작동하며, 파이썬의int`는 임의 정밀도를 가지기 때문입니다.

np.sqrt() 함수를 큰 정수에 적용하려면, 해당 정수를 부동소수점 타입으로 변환해야 합니다. 이렇게 하면 오류가 발생하지 않습니다. 하지만 큰 수의 경우 정밀도 손실이 발생할 수 있습니다. 이를 방지하려면 decimal 라이브러리나 mpmath 라이브러리와 같은 임의 정밀도 라이브러리를 사용해야 할 수도 있습니다.