[Python] 리스트 자료형

이번에는 자바의 배열과 유사한 리스트에 대해서 정리해보자

리스트란?

여러 개의 데이터를 연속적으로 담아 처리하기 위해 사용하는 자료형이다.

       사용자의 입장에서 C나 자바에서의 배열(Array)의 기능 및 연결 리스트와 유사한 기능을 지원한다.

       C++의 STL vector와 기능적으로 유사하다.

      리스트 대신에 배열 혹은 테이블이라고 부르기도 한다.

리스트는 대괄호([])안에 원소를 넣어 초기화하며, 쉼표(,)로 원소를 구분한다.

비어 있는 리스트를 선언하고자 할 때는 list() 혹은 간단히 []를 이용할 수 있다.

리스트의 원소에 접근할 때는 인덱스(Index) 값을 괄호에 넣는다.

      인덱스는 0부터 시작한다.

리스트 초기화

# 직접 데이터를 넣어 초기화
a = [1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9,]
print(a)

# 네 번째 원소만 출력
print(a[3])

# 크기가 N이고, 모든 값이 0인 1차원 리스트 초기화
n = 10
a = [0] * n
print(a)

리스트의 인덱싱과 슬라이싱

인덱스 값을 입력하여 리스트의 특정한 원소에 접근하는 것을 인덱싱(Indexing)이라고 한다.

      파이썬의 인덱스 값은 양의 정수와 음의 정수를 모두 사용할 수 있다.

      음의 정수를 넣으면 원소를 거꾸로 탐색하게 된다. 

a = [1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9]

# 여덟 번째 원소만 출력
print(a[7])

# 뒤에서 첫 번째 원소 출력
print(a[-1])

# 뒤에서 세 번째 원소 출력
print(a[-3])

# 네 번째 원소값 변경
a[3] = 7
print(a)

리스트에서 연속적인 위치를 갖는 원소들을 가져와야 할 때는 슬라이싱(Slicing)을 이용한다.

       대괄호 안에 콜론(:)을 넣어서 시작 인덱스와 끝 인덱스를 설정할 수 있다.

       끝 인덱스는 실제 인덱스보다 1을 크게 설정한다.

a = [1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9]

# 네 번째 원소만 출력
print(a[3])

# 두 번째 원소부터 네 번째 원소까지
print(a[1:4])

리스트 컴프리헨션

리스트를 초기화하는 방법 중 하나이다.

       대괄호 안에 조건문과 반복문을 적용하여 리스트를 초기화할 수 있다.

# 0부터 9까지의 수를 포함하는 리스트
array = [i for i in range(10)]

print(array)

# 0부터 19까지의 수 중에서 홀수만 포함하는 리스트
array = [i for i in range(20) if i % 2 == 1]

print(array) # [1, 3, 5, 7, 9, 11, 13, 15, 17, 19]

# 1부터 9까지의 수들의 제곱 값을 포함하는 리스트
array = [i * i for i in range(1, 10)]

print(array) # [1, 4, 9, 16, 25, 36, 49, 64, 81]

리스트 컴프리헨션과 일반적인 코드 비교하기

코드 1: 리스트 컴프리헨션

# 0부터 19까지의 수 중에서 홀수만 포함하는 리스트
array = [i for i in range(20) if i % 2 ==1]

print(array)

코드 2: 일반적인 코드

# 0부터 19까지의 수 중에서 홀수만 포함하는 리스트
array = []
for i in range(20):
	if i % 2 == 1:
		array.append(i)

print(array)

리스트 컴프리헨션은 2차원 리스트를 초기화할 때 효과적으로 사용될 수 있다.

특히 N x M 크기의 2차원 리스트를 한 번에 초기화할 때 매우 유용하다.

     좋은 예시: array = [[0]*m for_in range(n)]

만약 2차원 리스트를 초기화할 때 다음과 같이 작성하면 예기치 않은 결과가 나올 수 있다.

     잘못된 예시: array = [[0]*m]*n

     위 코드는 전체 리스트 안에 포함된 각 리스트가 모두 같은 객체로 인식된다.

리스트 컴프리헨션 (좋은 예시)

# N x M 크기의 2차원 리스트 초기화
n = 4
m = 3
array = [[0]*m for _ in range(n)]
print(array)

리스트 컴프리헨션 (잘못된 예시)

# N x M 크기의 2차원 리스트 초기화 (잘못된 방법)
n = 3
m = 4
array = [[0]*m]*n

array[1][1] = 5
print(array)
# [[0, 5, 0], [0, 5, 0], [0, 5, 0], [0, 5, 0]]

언더바는 언제 사용할까?

파이썬에서는 반복을 수행하되 반복을 위한 변수의 값을 무시하고자 할 때 언더바(_)를 자주 사용한다.

# 1부터 9까지의 자연수 더하기
summary = 0
for i in range(1, 10):
   summary += i
print(summary)

# "Hello World"를 5번 출력하기
for _ in range(5):
	print("Hello World")

리스트 관련 기타 메서드

함수명	사용법	설명	시간 복잡도
append()	변수명.append()	리스트에 원소를 하나 삽입할 때 사용	O(1)
sort()	변수명.sort() 변수명.sort(reverse=True)	기본 정렬 기능으로 오름차순으로 정렬 내림차순으로 정렬	O(NlongN)
reverse()	변수명.reverse()	리스트의 원소의 순서를 모두 뒤집어 놓는다.	O(N)
insert()	insert(삽입할 위치 인덱스, 삽입 할 값)	특정한 인덱스 위치에 원소를 삽입할 때 사용	O(M)
count()	변수명.count(특정값)	리스트에서 특정한 값을 가지는 데이터의 개수를 셀 때 사용	O(M)
remove	변수명.remove(특정값)	특정한 값을 갖는 원소를 제거하는데, 값을 가진 원소가 여러 개면 하나만 제거	O(M)

a = [4, 3, 2, 1]

# 리스트 원소 뒤집기
a.reverse()
print("원소 뒤집기: ", a)

# 특정 인덱스에 데이터 추가
a.insert(2, 3)
print("인덱스 2에 3추가: ", a)

# 특정 값인 데이터 개수 세기
print("값이 3인 데이터 개수: ", a.count(3))

# 특정 값 데이터 삭제
a.remove(1)
print("값이 1인 데이터 삭제: ", a)

리스트에서 특정 값을 가지는 원소를 모두 제거하기

a = [1, 2, 3, 4, 5, 5, 5]
remove_set = {3, 5} # 집합 자료형

# remove_set에 포함되지 않는 값만을 저장
result = [i for i in a if i not in remove_set]
print(result)