12. 리스트(List)와 튜플(Tuple) 응용

1. 키워드

스택(Stack)과 큐(Queue)
반복 가능한 객체(Iterable)
리스트 표현식(List Comprehension)
튜플 표현식(Tuple Comprehension)

2. 리스트와 튜플 응용하기

파이썬의 리스트는 생각보다 기능이 많은데, 요소를 추가/삭제하거나, 정보를 조회하는 메서드도 제공한다.

3. 리스트 조작하기

1) 리스트에 요소 추가하기

다음과 같이 리스트에 요소를 추가하는 메서드는 3가지가 있다.

1] append

요소 하나를 추가

2] extend

리스트를 연결하여 확장

3] insert

특정 인덱스에 요소 추가

2) 리스트에 요소 하나 추가하기

append(요소)는 리스트 끝에 요소 하나를 추가한다.

>>> a = [10, 20, 30]

>>> a.append(500)

>>> a
[10, 20, 30, 500]

>>> len(a)
4

물론 빈 리스트에 값을 추가할 수도 있다.

>>> a = []

>>> a.append(10)

>>> a
[10]

3) 리스트 안에 리스트 추가하기

append(리스트)처럼 리스트를 넣으면 리스트 안에 리스트가 들어간다.

>>> a = [10, 20, 30]

>>> a.append([500, 600])

>>> a
[10, 20, 30, [500, 600]]

>>> len(a)
4

append는 항상 리스트의 길이가 1씩 증가한다.

4) 리스트 확장하기

리스트에 요소를 여러 개 추가하려면 append를 여러 번 사용하는 방법도 있지만, extend를 사용하면 간단하게 추가할 수 있다.

다음과 같이 extend(리스트)는 리스트 끝에 다른 리스트를 연결하여 리스트를 확장한다.

>>> a = [10, 20, 30]

>>> a.extend([500, 600])

>>> a
[10, 20, 30, 500, 600]

>>> len(a)
5

5) 리스트의 특정 인덱스에 요소 추가하기

append, extend는 리스트 끝에 요소를 추가하지만, insert는 원하는 위치에 요소를 추가할 수 있다.

다음과 같이 insert(인덱스, 요소)는 리스트의 특정 인덱스에 요소 하나를 추가한다.

>>> a = [10, 20, 30]

>>> a.insert(2, 500)

>>> a
[10, 20, 500, 30]

>>> len(a)
4

insert에서 자주 사용하는 패턴은 다음과 같다.

1] insert(0, 요소)

리스트의 맨 처음에 요소를 추가

2] insert(len(리스트), 요소)

리스트 끝에 요소를 추가

다음은 리스트 [10, 20, 30]의 맨 처음에 500을 추가한다.

>>> a = [10, 20, 30]

>>> a.insert(0, 500)

>>> a
[500, 10, 20, 30]

그리고 다음과 같이 insert에 마지막 인덱스보다 큰 값을 지정하면 리스트 끝에 요소 하나를 추가할 수 있다.

>>> a = [10, 20, 30]

>>> a.insert(len(a), 500)

>>> a
[10, 20, 30, 500]

len(리스트)는 마지막 인덱스보다 1이 더 크기 때문에 리스트 끝에 값을 추가할 때 자주 활용한다.
하지만 사실 이 방법은 a.append(500)과 같다.

특히 insert는 요소 하나를 추가하므로 insert에 리스트를 넣으면 append처럼 리스트 안에 리스트가 들어간다.

>>> a = [10, 20, 30]

>>> a.insert(1, [500, 600])

>>> a
[10, [500, 600], 20, 30]

만약 리스트 중간에 요소 여러 개를 추가하고 싶다면 슬라이스를 활용하면 된다.

>>> a = [10, 20, 30]

>>> a[1:1] = [500, 600]

>>> a
[10, 500, 600, 20, 30]

a[1:1] = [500, 600]과 같이 시작 인덱스와 끝 인덱스를 같게 지정하면 해당 인덱스의 요소를 덮어쓰지 않으면서 요소 여러 개를 중간에 추가할 수 있다.

6) 리스트에서 요소 삭제하기

요소를 삭제하는 메서드는 다음과 같다.

1] pop

마지막 요소 또는 특정 인덱스의 요소를 삭제

2] remove

특정 값을 찾아서 삭제

7) 리스트에서 특정 인덱스의 요소를 삭제하기

pop()은 리스트의 마지막 요소를 삭제한 뒤 삭제한 요소를 반환한다.

>>> a = [10, 20, 30]

>>> a.pop()
30

>>> a
[10, 20]

pop(인덱스)는 해당 인덱스의 요소를 삭제한 뒤 삭제한 요소를 반환한다.

>>> a = [10, 20, 30]

>>> a.pop(1)
20

>>> a
[10, 30]

pop 대신 del을 사용해도 상관없다.

>>> a = [10, 20, 30]

>>> del a[1]

>>> a
[10, 30]

8) 리스트에서 특정 값을 찾아서 삭제하기

리스트에서 원하는 값을 찾아서 삭제하려면 remove를 사용하면 된다.

>>> a = [10, 20, 30]

>>> a.remove(20)

>>> a
[10, 30]

만약 리스트에 같은 값이 여러 개 있을 경우 처음 찾은 값을 삭제한다.

>>> a = [10, 20, 30, 20]

>>> a.remove(20)

>>> a
[10, 30, 20]

리스트 a에 20이 2개 있지만 가장 처음 찾은 인덱스 1의 20만 삭제한다.

리스트로 스택과 큐 만들기

지금까지 알아본 리스트의 메서드로 스택(Stack)과 큐(Queue)를 만들 수 있다.

다음과 같이 append와 pop을 호출하는 그림을 90도 돌리면 스택의 모습이 된다.

여기서 pop() 대신 pop(0)을 사용하면 큐가 된다.

물론 append(), pop(0)이 아닌 insert(0, 요소), pop()을 사용해서 추가/삭제 방향을 반대로 해도 큐가 된다.
파이썬에서 스택은 리스트를 그대로 활용해도 되지만, 큐는 좀 더 효율적으로 사용할 수 있도록 deque라는 클래스를 제공한다.
deque는 양쪽 끝에서 추가/삭제가 가능한 클래스이다.

deque(반복가능한객체)

>>> from collections import deque

>>> a = deque([10, 20, 30])
>>> a
deque([10, 20, 30])

>>> a.append(500)
>>> a
deque([10, 20, 30, 500])

>>> a.popleft()
10
>>> a
deque([20, 30, 500])

deque의 append는 오른쪽에 요소를 추가하고, popleft는 왼쪽 요소를 삭제한다.
반대로 appendleft는 왼쪽에 요소를 추가하고, pop은 오른쪽 요소를 삭제한다.

9) 리스트에서 특정 값의 인덱스 구하기

index(값)은 리스트에서 특정 값의 인덱스를 구한다.

>>> a = [10, 20, 30, 15, 20, 40]

>>> a.index(20)
1

이때 같은 값이 여러 개일 경우 처음 찾은 인덱스를 구한다.

10) 특정 값의 개수 구하기

count(값)은 리스트에서 특정 값의 개수를 구한다.

>>> a = [10, 20, 30, 15, 20, 40]

>>> a.count(20)
2

리스트 a에는 20이 2개 들어있으므로 2가 나온다.

11) 리스트의 순서를 뒤집기

reverse()는 리스트에서 요소의 순서를 반대로 뒤집는다.

>>> a = [10, 20, 30, 15, 20, 40]

>>> a.reverse()

>>> a
[40, 20, 15, 30, 20, 10]

12) 리스트의 요소를 정렬하기

sort()는 리스트의 요소를 작은 순서대로 정렬한다(오름차순).

1] sort() 또는 sort(reverse=False)

리스트의 값을 작은 순서대로 정렬(오름차순)

2] sort(reverse=True)

리스트의 값을 큰 순서대로 정렬(내림차순)

>>> a = [10, 20, 30, 15, 20, 40]

>>> a.sort()

>>> a
[10, 15, 20, 20, 30, 40]

sort 메서드와 sorted 함수

파이썬은 리스트의 sort 메서드뿐만 아니라 내장 함수 sorted도 제공한다.
sort는 메서드를 사용한 리스트를 변경하지만, sorted 함수는 정렬된 새 리스트를 생성한다.

>>> a = [10, 20, 30, 15, 20, 40]
>>> a.sort()
>>> a
[10, 15, 20, 20, 30, 40]

>>> b = [10, 20, 30, 15, 20, 40]
>>> sorted(b)
[10, 15, 20, 20, 30, 40]

13) 리스트의 모든 요소를 삭제하기

clear()는 리스트의 모든 요소를 삭제한다.

>>> a = [10, 20, 30]

>>> a.clear()

>>> a
[]

clear 대신 del a[:]와 같이 시작, 끝 인덱스를 생략하여 리스트의 모든 요소를 삭제할 수도 있다.

>>> a = [10, 20, 30]

>>> del a[:]

>>> a
[]

14) 리스트를 슬라이스로 조작하기

다음과 같이 리스트 끝에 값이 한 개 들어있는 리스트를 추가할 수 있다.

>>> a = [10, 20, 30]

>>> a[len(a):] = [500]

>>> a
[10, 20, 30, 500]

다음과 같이 요소가 여러 개 들어있는 리스트를 연결할 수 있다.

>>> a = [10, 20, 30]

>>> a[len(a):] = [500, 600]

>>> a
[10, 20, 30, 500, 600]

a[len(a):] = [500, 600]은 a.extend([500, 600])과 같다.

리스트가 비어 있는지 확인하기

리스트(시퀀스 객체가) 비어 있는지 확인하려면 if 조건문과 len 함수로 길이를 판단하면 된다.

if not len(seq): # 리스트가 비어 있으면 True
if len(seq): # 리스트에 요소가 있으면 True

하지만 파이썬에서는 위의 방법보다 리스트(시퀀스 객체)를 바로 if 조건문으로 판단하는 방법을 권장한다.

if not seq: # 리스트가 비어 있으면 True
if seq: # 리스트에 내용이 있으면 True

4. 리스트의 할당과 복사 알아보기

할당과 복사는 비슷한 것 같지만 큰 차이점이 있다.

먼저 다음과 같이 리스트를 만든 뒤 다른 변수에 할당한다.

>>> a = [0, 0, 0, 0, 0]

>>> b = a

b = a와 같이 리스트를 다른 변수에 할당하면 리스트는 두 개가 될 것 같지만 실제로는 리스트가 한 개이다.

a와 b를 is 연산자로 비교해 보면 True가 나온다.
즉, 변수 이름만 다를 뿐 리스트 a와 b는 같은 객체이다.

>>> a is b
True

a와 b는 같으므로 b[2] = 99와 같이 리스트 b의 요소를 변경하면 리스트 a와 b에 모두 반영된다.

>>> b[2] = 99

>>> a
[0, 0, 99, 0, 0]
>>> b
[0, 0, 99, 0, 0]

리스트 a와 b를 완전히 다른 두 개로 만들려면 copy 메서드로 모든 요소를 복사해야 한다.

>>> a = [0, 0, 0, 0, 0]

>>> b = a.copy()

b = a.copy()와 같이 copy를 사용한 뒤 b에 할당해 주면 리스트 a의 요소가 모두 b에 복사된다.

a와 b를 is 연산자로 비교해 보면 False가 나오며, 두 리스트는 다른 객체라는 것을 의미한다.
하지만 복사된 요소는 모두 같으므로 ==로 비교하면 True가 나온다.

>>> a is b
False

>>> a == b
True

이제 리스트 a와 b는 별개이므로 한쪽의 값을 변경해도 다른 리스트에 영향을 미치지 않는다.

다음과 같이 리스트 b의 요소를 변경하면 리스트 a는 그대로이고 리스트 b만 바뀐다.

>>> b[2] = 99

>>> a
[0, 0, 0, 0, 0]
>>> b
[0, 0, 99, 0, 0]

5. 반복문으로 리스트의 요소를 모두 출력하기

리스트와 반복문을 사용하여 간단하게 모든 요소를 출력할 수 있다.

1) `for` 반복문으로 요소 출력하기

for 반복문은 in 뒤에 리스트를 지정하면 된다.

for 변수 in 리스트:
    반복할코드

다음은 for로 리스트 a의 모든 요소를 출력한다.

>>> a = [38, 21, 53, 62, 19]

>>> for i in a:
...     print(i)
...
38
21
53
62
19

for i in a:는 리스트 a에서 요소를 꺼내서 i에 저장하고, 꺼낼 때마다 코드를 반복한다.
따라서 print로 i를 출력하면 모든 요소를 순서대로 출력할 수 있다.

물론 다음과 같이 in 다음에 리스트를 직접 지정해도 상관없다.

for i in [38, 21, 53, 62, 19]:
    print(i)

2) 인덱스와 요소를 함께 출력하기

for 반복문으로 요소를 출력할 때 인덱스도 함께 출력하려면 enumerate를 사용하면 된다.

for 인덱스, 요소 in enumerate(리스트):

>>> a = [38, 21, 53, 62, 19]

>>> for index, value in enumerate(a):
...     print(index, value)
...
0 38
1 21
2 53
3 62
4 19

for index, value in enumerate(a):와 같이 enumerate에 리스트를 넣으면 for 반복문에서 인덱스와 요소를 동시에 꺼내올 수 있다.

인덱스를 0이 아닌 1부터 출력하려면 다음과 같이 index + 1을 출력하면 된다.

>>> for index, value in enumerate(a):
...     print(index + 1, value)
...
1 38
2 21
3 53
4 62
5 19

또한 다음과 같이 enumerate에 start를 지정할 수도 있다.

for 인덱스, 요소 in enumerate(리스트, start=숫자):

>>> for index, value in enumerate(a, start=1):
...     print(index, value)
...
1 38
2 21
3 53
4 62
5 19

for 반복문에서 인덱스로 요소를 출력하기

range에 len으로 리스트의 길이(요소 개수)를 구해서 넣어주면 인덱스를 순서대로 만들어준다.

>>> a = [38, 21, 53, 62, 19]

>>> for i in range(len(a)):
...     print(a[i])
...
38
21
53
62
19

3) `while` 반복문으로 요소 출력하기

while 반복문으로 리스트의 요소를 출력해 보자.

>>> a = [38, 21, 53, 62, 19]

>>> i = 0

>>> while i < len(a):
...     print(a[i])
...     i += 1
...
38
21
53
62
19

while 반복문으로 리스트의 요소를 출력할 때는 변수 i를 인덱스로 활용한다.
먼저 변수 i를 0으로 만들어주고 i < len(a)처럼 i가 리스트의 길이(요소 개수) 직전까지만 반복하도록 만든다.

6. 리스트의 가장 작은 수, 가장 큰 수, 합계 구하기

파이썬에서 제공하는 min, max 함수를 사용하여 가장 작은 수와 가장 큰 수를 찾을 수 있다.

>>> a = [38, 21, 53, 62, 19]

>>> min(a)
19
>>> max(a)
62

1) 요소의 합계 구하기

파이썬에서는 합계를 구하는 sum 함수를 제공한다.

>>> a = [10, 10, 10, 10, 10]

>>> sum(a)
50

이처럼 sum에 리스트를 넣어서 간단하게 요소의 합계를 구할 수 있다.
min, max, sum에는 리스트뿐만 아니라 모든 반복 가능한 객체(Iterable)를 넣을 수 있다.

7. 리스트 표현식 사용하기

리스트 안에 식, for 반복문, if 조건문 등을 지정하여 리스트를 생성하는 것을 리스트 표현식(List Comprehension)이라고 한다.
리스트 표현식은 식으로 지정해서 생성된 것을 리스트로 잡아두는 것을 의미한다.

리스트 표현식은 다음과 같이 리스트 안에 식, for 반복문을 지정한다.

[식 for 변수 in 리스트]
list(식 for 변수 in 리스트)

>>> a = [i for i in range(10)]
>>> a
[0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9]

>>> b = list(i for i in range(10))
>>> b
[0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9]

[i for i in range(10)]은 변수 i를 그대로 사용하지만, 다음과 같이 식 부분에서 i를 다른 값과 연산하면 각 연산의 결과를 리스트로 생성한다.

>>> c = [i + 5 for i in range(10)]
>>> c
[5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14]

>>> d = [i * 2 for i in range(10)]
>>> d
[0, 2, 4, 6, 8, 10, 12, 14, 16, 18]

식을 [i + 5 for i in range(10)]과 같이 i에 5를 더하면 0부터 9까지의 숫자에 5를 더한 값으로 리스트를 생성한다.
마찬가지로 [i * 2 for i in range(10)]은 0부터 9까지의 숫자에 2를 곱한 값으로 리스트를 생성한다.

대괄호와 list() 리스트 표현식

리스트 표현식은 [식 for 변수 in 리스트]처럼 [](대괄호)로 만들 수도 있고, list(식 for 변수 in 리스트)처럼 list로 만들 수도 있다.
둘 중에 성능은 대괄호 방식이 더 좋다.

1) 리스트 표현식에서 `if` 조건문 사용하기

if 조건문은 for 반복문 뒤에 지정한다.

[식 for 변수 in 리스트 if 조건식]
list(식 for 변수 in 리스트 if 조건식)

>>> a = [i for i in range(10) if i % 2 == 0]

>>> a
[0, 2, 4, 6, 8]

[i for i in range(10) if i % 2 == 0]은 0부터 9까지 숫자를 생성하여 2의 배수인 숫자(짝수)로만 리스트를 생성한다.
즉, 다음과 같이 for 반복문 뒤에 if 조건문을 지정하면 숫자를 생성한 뒤 if 조건문에서 특정 숫자만 뽑아내서 리스트를 생성한다.

물론 다음과 같이 i를 다른 값과 연산해서 리스트를 만들어도 된다.

>>> b = [i + 5 for i in range(10) if i % 2 == 1]

>>> b
[6, 8, 10, 12, 14]

2) `for` 반복문과 `if` 조건문을 여러 번 사용하기

리스트 표현식은 for와 if를 여러 번 사용할 수도 있다.

[식 for 변수1 in 리스트1 if 조건식1 for 변수2 in 리스트2 if 조건식2 ... for 변수n in 리스트n if 조건식n]
list(식 for 변수1 in 리스트1 if 조건식1 for 변수2 in 리스트2 if 조건식2 ... for 변수n in 리스트n if 조건식n)

다음은 2단부터 9단까지 구구단을 리스트로 생성한다.

>>> a = [i * j for j in range(2, 10) for i in range(1, 10)]

>>> a
[2, 4, 6, 8, 10, 12, 14, 16, 18, 3, 6, 9, 12, 15, 18, 21, 24, 27, 4, 8, 12, 16, 20, 24, 28, 32, 36, 5, 10, 15, 20, 25, 30, 35, 40, 45, 6, 12, 18, 24, 30, 36, 42, 48, 54, 7, 14, 21, 28, 35, 42, 49, 56, 63, 8, 16, 24, 32, 40, 48, 56, 64, 72, 9, 18, 27, 36, 45, 54, 63, 72, 81]

여기서는 코드를 한 줄로 입력했지만 다음과 같이 여러 줄로 입력해도 된다.

a = [i * j for j in range(2, 10)
           for i in range(1, 10)]

리스트 표현식에 for가 여러 개일 때 처리 순서는 뒤에서 앞으로 순이다.

8. 리스트에 `map` 사용하기

map은 리스트의 요소를 지정된 함수로 처리해 주는 함수이다.
map은 원본 리스트를 변경하지 않고 새 리스트를 생성한다.

list(map(함수, 리스트))
tuple(map(함수, 튜플))

다음과 같이 map을 사용할 수 있다.

>>> a = [1.2, 2.5, 3.7, 4.6]

>>> a = list(map(int, a))

>>> a
[1, 2, 3, 4]

a = list(map(int, a)) 한 줄로 변환이 끝났다.
map에 int와 리스트를 넣으면 리스트의 모든 요소를 int를 사용해서 변환한다.
그 다음 list를 사용해서 map의 결과를 다시 리스트로 만들어준다.

다음과 같이 map에는 리스트뿐만 아니라 모든 반복 가능한 객체를 넣을 수 있다.

>>> a = list(map(str, range(10)))

>>> a
['0', '1', '2', '3', '4', '5', '6', '7', '8', '9']

range로 0부터 9까지 숫자를 만들고, str을 이용해서 모두 문자열로 변환했다.

1) `input().split()`과 `map`

input().split()의 결과가 문자열 리스트라서 map을 사용할 수 있다.

>>> a = input().split()
10 20 (입력)

>>> a
['10', '20']

이제 map을 사용해서 정수로 변환해 보자.

>>> a = list(map(int, input().split()))
10 20 (입력)

>>> a
[10, 20]

맵 객체를 list를 이용하여 리스트로 출력했다.

또한 다음과 같이 map이 반환하는 맵 객체는 Iterator이기 때문에 변수 여러 개에 저장하는 언패킹이 가능하다.

x = input().split()

m = map(int, x)

a, b = m

9. 튜플 응용하기

튜플은 리스트와 달리 내용을 변경할 수 없는 Immutable 클래스이다.
따라서 내용을 변경하는 append 같은 메서드는 사용할 수 없고, 요소의 정보를 구하는 메서드만 사용할 수 있다.

1) 튜플에서 특정 값의 인덱스 구하기

index(값)은 튜플에서 특정 값의 인덱스를 구한다.
이때 같은 값이 여러 개일 경우 처음 찾은 인덱스를 구한다.

>>> a = (38, 21, 53, 62, 19, 53)

>>> a.index(53)
2

2) 특정 값의 개수 구하기

count(값)은 튜플에서 특정 값의 개수를 구한다.

>>> a = (10, 20, 30, 15, 20, 40)

>>> a.count(20)
2

3) `for` 반복문으로 요소 출력하기

for 반복문으로 요소를 출력하는 방법은 리스트와 같다.

>>> a = (38, 21, 53, 62, 19)

>>> for i in a:
...     print(i, end=" ")
...
38 21 53 62 19

4) 튜플 표현식 사용하기

튜플을 리스트 표현식처럼 생성할 때는 다음과 같이 tuple 안에 for 반복문과 if 조건문을 지정한다.

tuple(식 for 변수 in 리스트 if 조건식)

>>> a = tuple(i for i in range(10) if i % 2 == 0)

>>> a
(0, 2, 4, 6, 8)

참고로 ()(괄호) 안에 표현식을 넣으면 튜플이 아니라 제너레이터 표현식이 된다.

>>> (i for i in range(10) if i % 2 == 0)
<generator object <genexpr> at ...>

5) `tuple`에 `map` 사용하기

튜플에 map을 사용하는 방법도 리스트와 같다.

>>> a = (1.2, 2.5, 3.7, 4.6)

>>> a = tuple(map(int, a))

>>> a
(1, 2, 3, 4)

6) 튜플에서 가장 작은 수, 가장 큰 수, 합계 구하기

튜플도 min, max 함수로 가장 작은 수와 가장 큰 수를 구하고, sum 함수로 요소의 합계를 구할 수 있다.

>>> a = (38, 21, 53, 62, 19)

>>> min(a)
19
>>> max(a)
62
>>> sum(a)
193