4. Python Programming Course : Data Structures

Python Programming Course

4. Data Structures
Python의 데이터 구조는 실제로 데이터를 다루는 데 있어 매우 강력한 도구입니다. 이 장에서는 기본적인 네 가지 자료구조인 List, Tuple, Set, Dictionary를 학습합니다. 각 자료구조의 특성, 사용법, 메서드 등을 예제와 함께 익혀봅니다.

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💻 왜 파이썬의 데이터 구조를 배워야 할까요?

다양한 데이터를 다루다 보면, 데이터를 어떻게 저장하고, 관리하고, 활용할 것인지가 중요해지는데, 
이때 꼭 알아야 할 것이 바로 데이터 구조(Data Structures)입니다.

파이썬에는 list, tuple, set, dict 같은 다양한 내장 데이터 구조가 있는데, 이들을 잘 활용하면:

• 현실 세계의 데이터를 자연스럽게 표현할 수 있고,

• 코드를 짧고 명확하게 만들 수 있으며,

• 성능이 뛰어난 프로그램을 만들 수 있습니다.

예를 들어, 단순히 리스트를 반복문으로 돌리는 대신, set을 사용하면 중복을 제거할 수 있고, dict를 사용하면 복잡한 매핑 관계도 쉽게 구현할 수 있습니다.

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4.1 Lists (리스트)

1. Creating and Accessing Lists

• 리스트는 변경 가능한 순차형 데이터 구조입니다.

• 인덱스를 통해 개별 요소에 접근하거나 라이싱으로 부분 추출이 가능합니다.

• [ ]를 이용합니다.

• 다양한 타입의 데이터(integer, string, ...)를 함께 가질 수 있습니다.

2. List Methods

• append(x) - 리스트의 끝에 x를 추가합니다.
• insert(i, x) - i 위치에 x를 삽입합니다.
• remove(x) - 리스트에서 첫 번째로 나오는 x를 제거합니다.
• pop() - 리스트의 마지막 요소를 제거하고 반환합니다.
• sort() - 리스트를 오름차순으로 정렬합니다.
• reverse() - 리스트의 순서를 역순으로 뒤집습니다.
• len(list) - 리스트의 길이(요소 개수)를 반환합니다.
• index(x) - 리스트에서 x가 처음 나타나는 위치(인덱스)를 반환합니다.
• count(x) - 리스트 안에서 x가 몇 번 나오는지 반환합니다.

3. List Comprehensions

• 리스트를 간결하게 생성하는 방법입니다.

• [표현식 for 변수 in 반복가능한객체]

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4.2 Tuples (튜플)

1. Immutable Sequences

• 튜플은 리스트와 유사하지만 한번 정의하면 변경할 수 없는 자료구조입니다. 따라서, 값이 바뀌면 안 되는 경우 또는, 함수에서 여러 값을 리턴할 때 주로 사용합니다.

• 튜플은 ( ) 소괄호를 사용해서 표현합니다. 

2. Tuple Unpacking

•  튜플의 각 요소를 개별 변수에 한 줄로 할당하는 방식으로 언패킹할 변수 수는 요소 수와 같아야 합니다. 

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4.3 Sets (집합)

1. Unique Elements

• 중복을 허용하지 않고, 순서가 없습니다.

2. Set Operations

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4.4 Dictionaries (딕셔너리)

1. Key-Value Pairs

• 키는 고유해야 하며, 값을 통해 정보를 구조적으로 저장하는 키:값 구조를 가집니다.

• { } 중괄호를 사용합니다. 

2. Dictionary Methods

• get(key, default) - 지정한 key의 값을 반환하며, 없으면 default 값을 반환합니다.
• keys() - 딕셔너리의 모든 key를 반환합니다.
• values() - 딕셔너리의 모든 value를 반환합니다.
• items() - 딕셔너리의 (key, value) 쌍들을 반환합니다.
• copy() - 딕셔너리의 얕은 복사본을 생성합니다.
• clear() - 딕셔너리의 모든 항목을 제거합니다.

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아래의 실습문제를 통해 오늘 배운 것을 간단히 복습해보세요.

실습 문제

1. 아래의 word 리스트에서 중복을 제거한 후 알파벳 순으로 정렬된 리스트를 만들어보세요. 

words = ['apple', 'banana', 'apple', 'orange', 'banana', 'grape']

2. 아래의 리스트들에서 공통 친구를 출력하세요.

alice_friends = {'Bob', 'Charlie', 'David'} 

bob_friends = {'Alice', 'Charlie', 'Eve'}

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이 단원을 마치면, Python의 다양한 데이터 구조를 이해하고 적절한 상황에 맞게 선택하여 사용할 수 있습니다. 실습을 통해 직접 다뤄보며 익히는 것이 가장 좋은 학습 방법입니다!