'bytes'는 불변(immutable)한 바이트 시퀀스로 b'hello' 형태로 생성합니다. 'bytearray'는 가변(mutable)한 바이트 시퀀스로 요소 수정이 가능합니다. 파일 입출력, 네트워크 통신에서 바이너리 데이터 처리에 사용됩니다.

1. 바이트와 바이트 배열

파이썬에서 2진수 데이터를 처리할 때 주로 사용되는 데이터 유형은 바이트(bytes)와 바이트 배열(bytearray)입니다. 이 두 자료형은 바이너리 데이터를 효율적으로 다루기 위해 설계되었으며, 시퀀스 자료형의 특성을 가지고 있습니다.

1.1 바이트 (Bytes)

bytes 타입은 불변(immutable)한 바이트 시퀀스를 나타냅니다.

# 생성
example = b'hello'

# 인덱싱
print(example[0])  # 출력: 104 (아스키 코드로 'h')
print(example[1])  # 출력: 101 (아스키 코드로 'e')

# 슬라이싱
print(example[1:4])  # 출력: b'ell'

# 멤버 확인
print(b'h' in example)  # 출력: True

# 연결 및 반복
example2 = b' world'
print(example + example2)  # 출력: b'hello world'
print(example2 * 2)        # 출력: b' world world'

b'' 리터럴 안에는 아스키 문자만 적을 수 있습니다. 한글처럼 아스키 범위를 벗어나는 문자는 직접 적을 수 없습니다.

b = b'하하'  # SyntaxError 발생

그렇다고 한글을 바이트로 다룰 수 없다는 뜻은 아닙니다. 문자열의 encode() 메서드로 특정 인코딩 규칙에 따라 바이트로 바꿀 수 있고, 반대로 decode()로 되돌릴 수 있습니다.

b = '하하'.encode('utf-8')
print(b)          # b'\xed\x95\x98\xed\x95\x98'
print(len(b))     # 6, 한글 한 글자가 UTF-8에서 3바이트를 차지합니다.
print(len('하하')) # 2, 문자열의 길이는 글자 수입니다.

print(b.decode('utf-8'))  # 하하

즉 문자열은 사람이 읽는 글자의 나열이고, 바이트는 컴퓨터가 저장하고 전송하는 숫자의 나열입니다. 이 둘 사이를 오갈 때 어떤 인코딩을 쓸지 정해주는 것이 encode와 decode입니다. 인코딩을 잘못 지정하면 글자가 깨집니다.

b = '하하'.encode('utf-8')
print(b.decode('cp949', errors='replace'))  # 다른 규칙으로 읽으면 깨집니다.

1.2 바이트 배열 (Bytearray)

bytearray는 가변(mutable)한 바이트 시퀀스를 나타내며, bytes와 유사한 방식으로 사용됩니다.

# 생성
example = bytearray(b'hello')

# 인덱싱
print(example[0])  # 출력: 104 (아스키 코드로 'h')
print(example[1])  # 출력: 101 (아스키 코드로 'e')

# 슬라이싱
print(example[1:4])  # 출력: bytearray(b'ell')

# 멤버 확인
print(b'h' in example)  # 출력: True

# 연결 및 반복
example2 = bytearray(b' world')
print(example + example2)  # 출력: bytearray(b'hello world')
print(example2 * 2)        # 출력: bytearray(b' world world')

# 내장 함수
print(len(example))  # 출력: 5
print(min(example))  # 출력: 101 (아스키 코드로 'e')
print(max(example))  # 출력: 111 (아스키 코드로 'o')

# 가변성 활용
example[0] = 74  # 'h'를 'J'로 변경
print(example)   # 출력: bytearray(b'Jello')

1.3 바이트와 바이트 배열의 활용

bytes와 bytearray는 파일 입출력, 네트워크 통신, 바이너리 데이터 처리 등 다양한 상황에서 사용됩니다. 바이트 배열은 바이트 시퀀스의 내용을 변경할 수 있어, 동적인 바이너리 데이터 처리에 유용합니다.