[Colab] Colab & Jupyter에서 !, %, %% Magic commands 완벽 정리

📘 Colab & Jupyter에서 !, %, %% 특수 명령어 Magic commands 완벽 정리

─ Shell 명령어와 Magic 명령어의 차이, 사용법, 전체 리스트까지!

Colab이나 Jupyter Notebook 환경에서는 일반 Python 코드 외에도 !, %, %% 같은 특수 기호를 통해
터미널 명령어나 유틸 기능을 바로 실행할 수 있음.
하지만 처음 쓰면 헷갈리는 부분이 많음 — 특히 !cd와 %cd, !pip와 %pip처럼
기능은 비슷해 보이는데 동작 방식이 완전히 다른 명령어들이 있음.

이 글에서는 이 세 가지 기호가 무엇을 의미하고, 어떻게 다르게 동작하며,
언제 어떤 걸 써야 하는지 전체적으로 정리해봄.

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✅ 1. ! 명령어 → Shell Command Operator (쉘 명령 실행자)

📌 정의

!는 Python 코드 셀 안에서 리눅스 셸 명령어(Bash 명령어)를 실행할 때 사용하는 기호임.
Colab은 Python 코드 실행 환경이지만, !를 붙이면 해당 줄을 터미널처럼 해석해서 실행함.

📌 사용 예시

  

    
    
    
    
  
!pip install pandas         # pip로 패키지 설치
!ls -al                     # 현재 디렉토리의 파일 목록 보기
!nvidia-smi                 # GPU 상태 확인
!wget http://example.com/file.csv  # 외부 파일 다운로드

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✅ 2. %, %% 명령어 → Magic Command (매직 명령어)

📌 정의

%와 %%는 IPython에서 제공하는 특수 명령어로, Python 환경 내에서
유틸리티 기능을 간편하게 수행할 수 있게 해주는 확장 기능임.

• % → 한 줄에 적용하는 라인 매직(line magic)
• %% → 셀 전체에 적용하는 셀 매직(cell magic)

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🔍 ! vs % 차이점 정리

항목	! (Shell 명령어)	%, %% (Magic 명령어)
기능	터미널 명령 실행	IPython 내부 기능 실행
소속	시스템 Bash 셸	IPython 환경
실행 대상	파일 시스템, 리눅스 명령어	Python 세션 또는 Jupyter 특화 기능
지속성	셀마다 새 셸에서 실행됨 (일시적)	세션 전체에 적용됨 (영속적)
예시	!pip install, !ls	%cd, %time, %%writefile

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❗ %cd vs !cd — 가장 헷갈리는 차이

• cd는 리눅스 명령어지만, !cd는 효과가 없음.
• 이유는 !cd가 임시 셸에서만 디렉토리 이동을 하기 때문임.
  셀이 끝나면 바로 원래 디렉토리로 돌아감.
• 반면 %cd는 현재 Python 실행 세션의 작업 디렉토리를 실제로 변경함.

  

    
    
    
    
  
%cd /content/drive/       ✅ 디렉토리 변경 성공
!cd /content/drive/       ❌ 다음 셀에서 반영 안 됨

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🧙 매직 명령어 전체 리스트 확인하기

  

    
    
    
    
  
%lsmagic

이 명령어를 실행하면 사용 가능한 line magic과 cell magic 명령어 목록이 출력됨.

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🔹 자주 쓰는 라인 매직 명령어 (%)

명령어	기능	예시
%cd	디렉토리 이동	%cd /content/drive/
%pwd	현재 경로 확인	%pwd
%env	환경 변수 설정	%env MY_VAR=value
%pip install	pip로 패키지 설치	%pip install pandas
%time	실행 시간 측정 (한 줄)	%time sum(range(10000))
%timeit	평균 실행 시간 측정	%timeit sum(range(10000))
%who	현재 변수 목록 보기	%who
%whos	변수 목록 + 타입/값 보기	%whos
%reset	변수 전체 삭제	%reset

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🔸 자주 쓰는 셀 매직 명령어 (%%)

명령어	기능	예시
%%time	셀 전체 실행 시간 측정	%%time + 코드
%%bash	셀 전체를 Bash로 실행	%%bash + 쉘 명령
%%writefile	셀 내용을 파일로 저장	%%writefile hello.py
%%capture	출력 결과를 변수에 저장	%%capture output
%%html	셀 내용을 HTML로 렌더링	%%html <h1>Hello</h1>

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📦 pip install은 !pip vs %pip 중 뭐가 더 나은가?

• Colab이나 Jupyter에서는 %pip install 사용을 권장함.
• !pip install도 되긴 하지만, %pip는 IPython에서 더 잘 통합되고
  환경 관리 측면에서 더 안정적으로 작동함.

  

    
    
    
    
  
%pip install numpy   ✅ 권장 방식
!pip install numpy   🔸 가능은 하지만 세션 충돌 가능성 있음

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🧠 최종 요약

기호	명칭	기능	예시
!	쉘 명령 실행기	리눅스 명령어 실행	!ls, !pip install
%	라인 매직	한 줄 확장 기능 실행	%cd, %time
%%	셀 매직	셀 전체 확장 기능 실행	%%bash, %%time