Comprehension?
파이썬의 컴프리헨션(Comprehension)은 반복 가능한 객체(iterable)를 기반으로 새로운 리스트, 딕셔너리, 세트 등을 간결하게 생성하는 기능입니다. 기존의 for 루프와 조건식을 한 줄에 작성하여 가독성을 높이고 코드를 효율적으로 줄일 수 있는 파이썬의 강력한 문법입니다.
리스트 컴프리헨션 (List Comprehension)
리스트 컴프리헨션은 대괄호 []를 사용하여 새로운 리스트를 생성하는 가장 일반적인 컴프리헨션 형태입니다.
1. 기본 객체 생성
# 0부터 9까지의 숫자를 제곱하여 새로운 리스트 생성
squares = [x**2 for x in range(10)]
print(squares)
# 출력: [0, 1, 4, 9, 16, 25, 36, 49, 64, 81]
이 코드는 range(10) 함수를 통해 0부터 9까지의 숫자를 하나씩 가져와서 변수 x에 할당합니다. 그 다음 각 x 값에 대해 제곱 연산(x**2)을 수행하고, 그 결과들을 모아서 새로운 리스트 squares를 만들어냅니다. 기존의 for 루프를 사용하는 것보다 훨씬 간결하면서도 직관적인 코드를 작성할 수 있습니다.
2. if 조건식을 이용한 필터링
# 0부터 9까지의 숫자 중 짝수만 제곱하여 리스트 생성
even_squares = [x**2 for x in range(10) if x % 2 == 0]
print(even_squares)
# 출력: [0, 4, 16, 36, 64]
리스트 컴프리헨션에서는 for문 뒤에 if 조건식을 추가하여 특정 조건에 맞는 요소들만 선택해서 새로운 리스트를 만들 수 있습니다. 여기서 if x % 2 == 0 조건은 x를 2로 나눈 나머지가 0인 경우, 즉 짝수인 경우에만 참이 됩니다. 따라서 0, 2, 4, 6, 8에 대해서만 제곱 연산을 수행하여 최종 리스트를 구성합니다.
3. if-else 조건식을 이용한 값 변경
# 0부터 9까지의 숫자 중 짝수는 그대로, 홀수는 'odd' 문자열로 리스트 생성
mixed_list = [x if x % 2 == 0 else 'odd' for x in range(10)]
print(mixed_list)
# 출력: [0, 'odd', 2, 'odd', 4, 'odd', 6, 'odd', 8, 'odd']
조건에 따라 서로 다른 값을 리스트에 추가하고 싶을 때는 for문 앞에 if-else 조건식을 사용합니다. 각 숫자 x를 검사하여 짝수인 경우 그 숫자를 그대로 리스트에 추가하고, 홀수인 경우에는 ‘odd’라는 문자열을 대신 추가합니다. 중요한 점은 값을 변경하는 if-else 구문은 for문 앞에 위치한다는 것입니다.
4. 2중 for문을 사용한 복잡한 데이터 처리
# 2단과 3단의 곱셈 결과를 하나의 리스트로 생성
gugudan = [dan * num for dan in [2, 3] for num in range(1, 10)]
print(gugudan)
# 출력: [2, 4, 6, 8, 10, 12, 14, 16, 18, 3, 6, 9, 12, 15, 18, 21, 24, 27]
리스트 컴프리헨션에서는 2중 for문을 사용하여 더 복잡한 데이터 처리를 할 수 있습니다. 먼저 바깥쪽 루프인 for dan in [2, 3]가 실행되어 dan 변수에 2가 할당됩니다. 그 다음 안쪽 루프인 for num in range(1, 10)이 1부터 9까지 차례대로 실행되면서 dan * num의 결과를 리스트에 추가합니다. dan이 2일 때의 모든 작업이 끝나면, 다시 바깥쪽 루프로 돌아가서 dan에 3이 할당되고 안쪽 루프가 다시 반복됩니다.
# 2차원 리스트를 1차원으로 만들기 (Flatten)
matrix = [[1, 2, 3], [4, 5, 6], [7, 8, 9]]
flattened_list = [element for row in matrix for element in row]
print(flattened_list)
# 출력: [1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9]
이 예시에서는 2차원 리스트를 1차원으로 평평하게 만드는 작업을 수행합니다. 바깥쪽 루프 for row in matrix가 매트릭스의 각 행을 순서대로 꺼내오고, 안쪽 루프 for element in row가 해당 행의 각 요소를 개별적으로 꺼내와서 최종 리스트에 추가합니다.
# 두 팀의 모든 선수 조합으로 가능한 경기 매치업 생성
team_a = ['A1', 'A2']
team_b = ['B1', 'B2']
matches = [(player_a, player_b) for player_a in team_a for player_b in team_b]
print(matches)
# 출력: [('A1', 'B1'), ('A1', 'B2'), ('A2', 'B1'), ('A2', 'B2')]
두 개의 리스트에서 모든 요소의 조합을 만드는 경우입니다. team_a에서 ‘A1’을 먼저 선택한 후, team_b의 모든 요소와 차례로 조합하여 튜플을 만듭니다. ‘A1’에 대한 작업이 끝나면 ‘A2’를 선택하여 동일한 과정을 반복합니다.
딕셔너리 컴프리헨션 (Dictionary Comprehension)
딕셔너리 컴프리헨션은 중괄호 {}와 콜론 :을 사용하여 키-값 쌍으로 이루어진 새로운 딕셔너리를 생성하는 방법입니다.
1. 기본 객체 생성
# 0부터 4까지의 숫자를 key로, 해당 숫자의 제곱을 value로 하는 딕셔너리 생성
square_dict = {x: x**2 for x in range(5)}
print(square_dict)
# 출력: {0: 0, 1: 1, 2: 4, 3: 9, 4: 16}
이 코드는 range(5)를 통해 0부터 4까지의 숫자를 하나씩 꺼내와서 각 숫자 x를 키로 사용하고, 그 숫자의 제곱인 x**2를 값으로 사용하여 딕셔너리를 생성합니다. 결과적으로 각 숫자와 그 제곱값이 쌍을 이루는 딕셔너리가 만들어집니다.
2. if 조건식을 이용한 필터링
# 0부터 4까지의 숫자 중, 제곱한 값이 10 미만인 경우만 딕셔너리로 생성
filtered_dict = {x: x**2 for x in range(5) if x**2 < 10}
print(filtered_dict)
# 출력: {0: 0, 1: 1, 2: 4, 3: 9}
딕셔너리 컴프리헨션에서도 조건을 추가하여 원하는 키-값 쌍만 선택할 수 있습니다. if x**2 < 10 조건은 제곱한 값이 10보다 작은 경우에만 해당 키-값 쌍을 딕셔너리에 포함시킵니다. 4의 제곱은 16이므로 10 이상이 되어 조건에 맞지 않아 결과 딕셔너리에서 제외됩니다.
3. if-else 조건식을 이용한 값 변경
# 0부터 4까지의 숫자 중, 짝수이면 'even', 홀수이면 'odd'를 value로 하는 딕셔너리 생성
type_dict = {x: 'even' if x % 2 == 0 else 'odd' for x in range(5)}
print(type_dict)
# 출력: {0: 'even', 1: 'odd', 2: 'even', 3: 'odd', 4: 'even'}
조건에 따라 딕셔너리의 값을 다르게 설정할 수 있습니다. 이 코드에서는 키는 숫자 x로 고정하고, 값은 해당 숫자가 짝수인지 홀수인지에 따라 ‘even’ 또는 ‘odd’ 문자열로 설정합니다.
4. 2중 for문을 사용한 딕셔너리 생성
students = ['철수', '영희']
subjects = ['국어', '수학']
# 학생과 과목을 조합하여 점수는 0점으로 초기화한 딕셔너리 생성
score_sheet = {f'{student}_{subject}': 0 for student in students for subject in subjects}
print(score_sheet)
# 출력: {'철수_국어': 0, '철수_수학': 0, '영희_국어': 0, '영희_수학': 0}
두 개 이상의 리스트를 조합하여 복잡한 구조의 딕셔너리를 생성할 때 2중 for문이 유용합니다. 바깥쪽 루프 for student in students가 먼저 ‘철수’를 선택하고, 안쪽 루프 for subject in subjects가 ‘국어’와 ‘수학’을 차례로 선택하여 ‘철수_국어’, ‘철수_수학’ 형태의 키를 만듭니다. 철수에 대한 작업이 끝나면 ‘영희’에 대해서도 동일한 과정을 반복합니다.
세트 컴프리헨션 (Set Comprehension)
세트 컴프리헨션은 중괄호 {}를 사용하며, 리스트 컴프리헨션과 유사하지만 중복된 값을 허용하지 않는 세트를 생성합니다.
- 기본 객체 생성
# 중복을 제거한 나머지 값들의 세트
remainders = {x % 5 for x in range(10)}
print(remainders)
# 출력: {0, 1, 2, 3, 4}
이 코드는 0부터 9까지의 숫자를 5로 나눈 나머지 값들로 세트를 만듭니다. 나머지는 0, 1, 2, 3, 4만 가능하므로 중복이 자동으로 제거되어 5개의 요소만 포함하는 세트가 생성됩니다.
2. 2중 for문을 사용한 세트 생성
# 두 리스트의 요소를 더한 값들의 집합 (중복 제외)
list1 = [1, 2]
list2 = [1, 2, 3]
sum_set = {x + y for x in list1 for y in list2}
print(sum_set)
# 출력: {2, 3, 4, 5}
두 리스트의 모든 요소 조합을 더한 결과로 세트를 만듭니다. 1+2=3과 2+1=3의 결과가 같으므로, 세트의 특성에 따라 최종 결과에는 3이 한 번만 포함됩니다.
튜플 생성 (제너레이터 표현식 활용)
파이썬에는 독립된 ‘튜플 컴프리헨션’ 문법이 없습니다. 대신 소괄호 ()를 사용하여 제너레이터 표현식을 만들고, 이를 tuple() 생성자에 전달하여 튜플을 생성할 수 있습니다.
1. 기본 튜플 생성
# 제너레이터 표현식을 tuple()로 감싸서 튜플 생성
squares_tuple = tuple(x**2 for x in range(10))
print(squares_tuple)
# 출력: (0, 1, 4, 9, 16, 25, 36, 49, 64, 81)
# 참고: 소괄호만 사용하면 제너레이터가 됩니다
generator_expr = (x**2 for x in range(5))
print(generator_expr)
# 출력: <generator object <genexpr> at 0x...>
제너레이터는 모든 값을 메모리에 미리 만들지 않고, 필요할 때마다 값을 생성하여 메모리를 효율적으로 사용할 수 있는 객체입니다. 튜플을 만들려면 반드시 tuple() 함수로 감싸주어야 합니다.
2. 2중 for문을 사용한 튜플 생성
# 0~1까지의 x, y 좌표 쌍 생성
coordinates = tuple((x, y) for x in range(2) for y in range(2))
print(coordinates)
# 출력: ((0, 0), (0, 1), (1, 0), (1, 1))
2중 for문으로 좌표 쌍 (x, y)를 생성하는 제너레이터를 만든 뒤, tuple()을 통해 최종적으로 튜플 객체를 생성합니다. 결과는 각 좌표가 튜플로 표현된 좌표들의 튜플이 됩니다.
고급 활용 예시
1. 중첩 리스트 컴프리헨션
# 3x3 행렬을 0으로 초기화하여 생성
matrix = [[0 for col in range(3)] for row in range(3)]
print(matrix)
# 출력: [[0, 0, 0], [0, 0, 0], [0, 0, 0]]
바깥쪽 컴프리헨션 [… for row in range(3)]이 세 개의 행을 만들고, 안쪽 컴프리헨션 [0 for col in range(3)]은 각 행에 들어갈 [0, 0, 0] 리스트를 생성합니다. 이는 2중 for문으로 1차원 리스트를 만드는 것과는 다른 결과물인 2차원 리스트를 생성합니다.
2. 함수 호출과 함께 사용
def get_length(text):
return len(text)
words = ['apple', 'banana', 'cherry']
lengths = [get_length(word) for word in words]
print(lengths)
# 출력: [5, 6, 6]
컴프리헨션의 표현식 부분에서 함수를 호출하여 결과를 동적으로 생성할 수 있습니다. words 리스트의 각 단어를 get_length() 함수의 인자로 전달하고, 그 반환값으로 새로운 리스트를 구성합니다.
3. 2중 for문과 if 조건식 결합
# 두 리스트의 곱셈 결과 중 10 이상인 값만 추출
list1 = [2, 3, 4]
list2 = [1, 2, 3, 4, 5]
products = [x * y for x in list1 for y in list2 if x * y >= 10]
print(products)
# 출력: [10, 12, 12, 15, 16, 20]
중첩된 for 루프에 if 조건식을 추가하여 복잡한 조건에 맞는 요소만 추출할 수 있습니다. 두 리스트의 모든 요소 조합을 곱한 후, 그 결과가 10 이상인 경우에만 최종 리스트에 포함시킵니다.
컴프리헨션은 파이썬에서 데이터를 효율적이고 간결하게 처리할 수 있는 강력한 도구입니다. 적절히 활용하면 코드의 가독성과 성능을 동시에 향상시킬 수 있습니다.