Python - 자료구조

자료구조 개요

자료구조는 데이터를 효율적으로 저장하고 관리하기 위한 컴퓨터 과학의 핵심 개념이다. 파이썬에서는 다양한 자료구조를 제공하여 데이터의 추가, 삭제, 접근과 같은 연산을 용이하게 한다.

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리스트(Lists)

리스트는 데이터의 순서가 있는 시퀀스이다.

• 데이터 추가: append(), insert()
• 데이터 삭제: remove(), pop()
• 데이터 접근: 인덱싱, 슬라이싱

리스트에 아이템 추가하기

append() 함수 사용 예시:

my_list = ['홍길동', '박찬호', '이용규', '박승철', '김지은']
my_list.append('강호동')
print(my_list)  # 출력: ['홍길동', '박찬호', '이용규', '박승철', '김지은', ‘강호동']

insert() 함수 사용 예시:

my_list = ['홍길동', '박찬호', '이용규', '박승철', '김지은']
my_list.insert(3, '강호동')  # 인덱스 3에 '강호동' 추가
print(my_list)  # 출력: ['홍길동', '박찬호', '이용규', ‘강호동', '박승철', '김지은']

리스트에서 아이템 삭제하기

pop() 함수 사용 예시:

my_list = ['홍길동', '박찬호', '이용규', '박승철', '김지은', ‘강호동']
my_list.pop()  # 마지막 인덱스의 아이템('강호동') 삭제
print(my_list)  # 출력: ['홍길동', '박찬호', '이용규', '박승철', '김지은']

remove() 함수 사용 예시:

my_list = ['홍길동', '박찬호', '이용규', ‘강호동', '박승철', '김지은']
my_list.remove('강호동')  # '강호동' 아이템 삭제
print(my_list)  # 출력: ['홍길동', '박찬호', '이용규', '박승철', '김지은']

리스트와 for문

for문을 사용하면 리스트의 각 아이템에 자동으로 접근할 수 있음.

for문을 이용한 리스트 아이템 조회 예시:

my_list = ['홍길동', '박찬호', '이용규', '박승철', '김지은']
for item in my_list:
​​​​print(item)

for문을 이용한 실습 예시:

class_sizes = [23, 25, 22, 19, 21]  # 학급별 학생 수
total_students = sum(class_sizes)  # 전체 학생 수
average_size = total_students / len(class_sizes)  # 평균 학생 수
print("전체 학생 수:", total_students)
print("평균 학생 수:", average_size)

리스트와 while문

while문을 이용하여 리스트의 아이템을 조회할 수 있으며, 보다 복잡한 조건에서의 아이템 조회에 사용될 수 있음.

while문을 이용한 리스트 아이템 조회 예시:

my_list = ['홍길동', '박찬호', '이용규

', '박승철', '김지은']
index = 0
while index < len(my_list):
​​​​print(my_list[index])
​​​​index += 1

while문을 이용한 실습 예시:

class_sizes = [23, 25, 22, 19, 21]  # 학급별 학생 수
total_students = 0
index = 0
while index < len(class_sizes):
​​​​total_students += class_sizes[index]
​​​​index += 1
average_size = total_students / len(class_sizes)  # 평균 학생 수
print("전체 학생 수:", total_students)
print("평균 학생 수:", average_size)

리스트 아이템 순서 뒤집기

리스트의 아이템 순서를 뒤집기 위해 reverse() 함수를 사용할 수 있다.

reverse() 함수 사용 예시:

my_list = ['홍길동', '박찬호', '이용규', '강호동', '박승철', '김지은']
my_list.reverse()
print(my_list)  # 출력: ['김지은', '박승철', '강호동', '이용규', '박찬호', '홍길동']

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튜플(Tuples)

튜플은 리스트와 비슷하지만, 아이템 변경이 불가한 데이터 구조이다. 리스트는 아이템 변경(수정, 삭제 등)이 가능하지만, 튜플에서는 이러한 변경이 불가능하다.

튜플 선언

튜플은 ()를 사용하여 선언하며, 데이터 구분은 ,를 사용한다. 숫자, 문자(열), 논리형 등 모든 기본 데이터를 함께 저장할 수 있으며, 튜플에는 또 다른 컨테이너 자료형 데이터를 저장할 수도 있다.

in과 not in 키워드

in과 not in 키워드를 사용하면, 특정 아이템의 존재 유무를 확인할 수 있다. 이는 튜플, 리스트, 문자열 등 다양한 데이터 구조에 적용할 수 있는 유용한 방법이다.

예시:

my_tuple = ('apple', 'banana', 'cherry')

# in 키워드 사용
print('banana' in my_tuple)  # 출력: True

# not in 키워드 사용
print('orange' not in my_tuple)  # 출력: True

in 키워드는 해당 아이템이 튜플 안에 있는지 확인할 때 사용하며, not in은 해당 아이템이 튜플 안에 없는지 확인할 때 사용한다.

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딕셔너리(Dictionaries)

딕셔너리는 키(key)와 값(value)을 한 쌍으로 갖는 자료구조이다. 각 키는 고유해야 하며, 이를 통해 값을 관리하고 접근할 수 있다.

딕셔너리 선언

딕셔너리는 {}를 사용하여 선언하며, 키:값의 형태로 아이템을 정의한다. 키와 값에는 숫자, 문자열, 논리형 뿐만 아니라 다른 컨테이너 자료형도 사용할 수 있다.

딕셔너리 조회

딕셔너리의 값을 조회할 때는 키를 이용한다. 존재하지 않는 키로 조회를 시도할 경우 기본적으로 에러가 발생하지만, get() 메서드를 사용하면 키가 없어도 에러 없이 처리할 수 있다. get()은 키가 딕셔너리에 없을 경우 None을 반환한다.

딕셔너리에 아이템 추가하기

새로운 아이템을 딕셔너리에 추가하려면, 딕셔너리이름[키] = 값 형태로 표현한다. 만약 추가하려는 키가 이미 딕셔너리에 존재하는 경우, 그 키의 값이 새로운 값으로 업데이트된다.

딕셔너리 키의 특성

딕셔너리에서 키로 사용할 수 있는 값은 변경 불가능(immutable)한 값이어야 한다. 이는 숫자, 문자열, 튜플 등이 될 수 있으나, 리스트나 딕셔너리와 같은 변경 가능(mutable)한 값은 사용할 수 없다. 이 규칙은 딕셔너리의 키가 일관되게 유지되어야 하며, 값의 변경으로 인해 키가 더 이상 유효하지 않게 되는 상황을 방지하기 위함이다.

예시:

# 딕셔너리 선언
my_dict = {}

# 아이템 추가
my_dict['name'] = '홍길동'
my_dict['age'] = 30

# 조회
print(my_dict)  # 출력: {'name': '홍길동', 'age': 30}

# get() 사용
print(my_dict.get('name'))  # 출력: 홍길동
print(my_dict.get('address'))  # 출력: None

# 아이템 추가
my_dict['email'] = 'hong@gil.dong'
print(my_dict)  # 출력: {'name': '홍길동', 'age': 30, 'email': 'hong@gil.dong'}

딕셔너리 길이 확인하기

len() 함수를 사용하여 딕셔너리에 저장된 아이템의 개수를 확인할 수 있다.

my_dict = {'name': '홍길동', 'age': 30}
print(len(my_dict))  # 출력: 2

딕셔너리 클리어하기

clear() 메서드는 딕셔너리 내의 모든 아이템을 삭제하고, 비어 있는 딕셔너리를 남긴다.

my_dict.clear()
print(my_dict)  # 출력: {}

in과 not in으로 키 존재 확인하기

in 키워드를 사용하여 딕셔너리에 특정 키가 존재하는지 확인할 수 있다. not in은 해당 키가 존재하지 않는지 확인할 때 사용한다.

print('name' in my_dict)  # 출력: True (clear() 이전 상태를 가정)
print('address' not in my_dict)  # 출력: True

딕셔너리의 키로 변경 불가능한 값을 사용함으로써, 키를 통한 빠른 데이터 접근과 데이터의 효율적인 관리 및 업데이트가 가능하다.