[파이썬 문법] 5-2-집합 자료형 총정리 - 질문으로 공부하기

Q1.나)
집합자료형은 왜 만들어지게 된 건가요?

A1.ssam)
집합(Set) 자료형은 수학적인 집합의 개념을 파이썬에서 쉽게 다룰 수 있도록 하기 위해 만들어졌습니다. 집합은 중복되지 않는 요소들의 모임이기 때문에, 파이썬에서 리스트나 튜플과 같은 시퀀스 자료형에서 중복된 값을 제거하고자 할 때 유용하게 사용될 수 있습니다. 또한, 집합은 다양한 집합 연산을 지원하므로, 여러 집합들 간에 교집합, 합집합, 차집합 등의 연산을 쉽게 수행할 수 있습니다.

또한, 집합 자료형은 해시 테이블(Hash Table)을 이용하여 구현되어 있습니다. 해시 테이블은 데이터를 저장할 때, 데이터의 값에 대한 고유한 해시 값을 계산하여 이를 인덱스로 사용하는 자료 구조입니다. 이를 이용하여 데이터를 빠르게 저장하고 검색할 수 있으므로, 집합 자료형은 대규모 데이터 처리에도 유용하게 사용될 수 있습니다.

Q2.나)
파이썬에서 집합의 개념과 사용법 설명해 주세요.

A2.ssam)
파이썬에서

• 집합(Set)은 중복되지 않는 요소들의 모임으로,
• 중괄호 { } 를 사용하여 생성할 수 있습니다.
• 집합은 요소의 순서가 정해져 있지 않으며,
• 변경 가능(Mutable)한 자료형입니다.
• 이를 이용하여 다양한 집합 연산을 수행할 수 있습니다.

my_set = {1, 2, 3, 4, 5}

집합은 순서가 없기 때문에 인덱스로 요소에 접근할 수 없습니다. 하지만, 1)집합에 속한 요소인지 여부를 판별하거나, 2)교집합, 합집합, 차집합 등 집합 연산을 할 수 있습니다.

# 요소 추가
my_set.add(6)

# 요소 제거
my_set.remove(3)

# 요소 포함 여부 판별
print(2 in my_set)

# 교집합
set1 = {1, 2, 3}
set2 = {2, 3, 4}
print(set1.intersection(set2)) # {2, 3}

# 합집합
print(set1.union(set2)) # {1, 2, 3, 4}

# 차집합
print(set1.difference(set2)) # {1}

또한, 집합은 중복되지 않는 값들의 모임이기 때문에 리스트나 튜플에서 중복된 값들을 제거하고자 할 때 유용하게 사용될 수 있습니다.

my_list = [1, 2, 2, 3, 3, 4, 5]
unique_values = set(my_list)
print(unique_values) # {1, 2, 3, 4, 5}

Q3.나)
파이썬에서 집합에 사용가능한 메서드를 제공한다고 했는데 알려주세요

A3.ssam)
파이썬에서 제공되는 집합(Set) 자료형의 메서드는 다음과 같습니다.

1)요소 추가하기

• add(): 집합에 요소를 추가합니다.
• update(): 집합에 다른 집합이나 반복 가능한(iterable) 객체의 요소를 추가합니다.

my_set = {1, 2, 3}
my_set.add(4)
print(my_set) # {1, 2, 3, 4}

my_set.update([5, 6, 7])
print(my_set) # {1, 2, 3, 4, 5, 6, 7}

2)요소 제거하기

• remove(): 집합에서 요소를 제거합니다. 요소가 존재하지 않으면 KeyError 예외가 발생합니다.
• discard(): 집합에서 요소를 제거합니다. 요소가 존재하지 않아도 예외가 발생하지 않습니다.
• pop(): 집합에서 임의의 요소를 제거하고 반환합니다. 집합이 비어있는 경우 KeyError 예외가 발생합니다.

my_set = {1, 2, 3, 4, 5}
my_set.remove(3)
print(my_set) # {1, 2, 4, 5}

my_set.discard(5)
print(my_set) # {1, 2, 4}

element = my_set.pop()
print(element) # 1
print(my_set) # {2, 4}

3)집합 연산하기

• union(): 두 집합의 합집합을 반환합니다. | 연산자와 동일합니다.
• intersection(): 두 집합의 교집합을 반환합니다. & 연산자와 동일합니다.
• difference(): 첫 번째 집합에서 두 번째 집합에 포함된 요소를 제외한 요소들의 집합을 반환합니다. - 연산자와 동일합니다.
• symmetric_difference(): 두 집합의 대칭차집합을 반환합니다. 두 집합에서 동시에 포함되지 않은 요소들의 집합을 의미합니다. ^ 연산자와 동일합니다.

set1 = {1, 2, 3, 4, 5}
set2 = {4, 5, 6, 7, 8}

union = set1.union(set2)
print(union) # {1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8}

intersection = set1.intersection(set2)
print(intersection) # {4, 5}

difference = set1.difference(set2)
print(difference) # {1, 2, 3}

symmetric_difference = set1.symmetric_difference(set2)
print(symmetric_difference) # {1, 2, 3, 6, 7, 8}

4)집합 검사하기

• issubset(): 집합이 다른 집합의 부분집합인지 검사합니다.
• issuperset(): 집합이 다른 집합의 상위집합인지 검사합니다.
• isdisjoint(): 두 집합이 교집합을 가지고 있는지 검사합니다.

set1 = {1, 2, 3, 4, 5}
set2 = {1, 2, 3}
set3 = {6, 7, 8}

print(set2.issubset(set1)) # True
print(set1.issuperset(set2)) # True

print(set1.isdisjoint(set3)) # True

5)집합의 복사하기

• copy(): 집합의 얕은 복사본을 반환합니다.

my_set = {1, 2, 3}
copy_set = my_set.copy()
print(copy_set) # {1, 2, 3}

6)집합의 비우기

• clear(): 집합의 모든 요소를 제거합니다.

my_set = {1, 2, 3}
my_set.clear()
print(my_set) # set()

위와 같은 메서드를 이용하여 파이썬에서 집합 자료형을 쉽게 다룰 수 있습니다.

Q4.나)
리스트는 슬라이싱이랑 개념이 있는데 집합에는 이런 비슷한 거 없나요?

A4.ssam)
리스트(List)와는 달리, 집합(Set)은 순서가 없기 때문에 슬라이싱(Slicing) 기능을 제공하지 않습니다. 하지만, 집합에서 일부 요소들을 선택하기 위해서는 조건식을 이용하여 선택하는 방법이 있습니다.

예를 들어, 짝수인 요소들만 선택하고자 한다면 다음과 같이 코드를 작성할 수 있습니다.

my_set = {1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10}
even_numbers = {x for x in my_set if x % 2 == 0}
print(even_numbers) # {2, 4, 6, 8, 10}

위 코드에서는 for 루프와 if 문을 이용하여 집합의 요소들 중에서 2로 나누어 떨어지는 요소들만 선택하고, 이를 다시 집합으로 생성하여 출력하는 방법을 사용하였습니다.

따라서, 집합(Set)은 슬라이싱 기능을 제공하지 않지만, 조건식을 이용하여 필요한 요소들만 선택할 수 있습니다.

Q5.나)
if의 조건문에 집합 사용하는 방법에 대해서 알려주세요.

A5.ssam)
파이썬의 if 조건문에서는 집합(Set)도 사용할 수 있습니다. 집합은 다른 컬렉션 타입과 마찬가지로 불린(boolean) 값으로 평가되며, 집합이 비어있는 경우 False로 평가됩니다. 반면, 요소가 하나 이상 있는 경우 True로 평가됩니다.

예를 들어, 다음과 같은 코드에서는 if 조건문에서 집합을 사용하여 집합이 비어있는지 여부를 검사합니다.

my_set = {1, 2, 3}
if my_set:
    print("집합이 비어있지 않습니다.")
else:
    print("집합이 비어있습니다.")

위 코드에서는 my_set 집합이 요소를 가지고 있으므로 True로 평가되어, "집합이 비어있지 않습니다."라는 메시지가 출력됩니다.

또한, 집합 연산을 이용하여 if 조건문에서 집합의 요소들을 검사할 수도 있습니다. 예를 들어, 다음과 같은 코드에서는 if 조건문에서 집합 연산을 이용하여 짝수인 요소들만 선택합니다.

my_set = {1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10}
if {x for x in my_set if x % 2 == 0}:
    print("짝수인 요소가 포함되어 있습니다.")
else:
    print("짝수인 요소가 포함되어 있지 않습니다.")

위 코드에서는 for 루프와 if 문을 이용하여 집합의 요소들 중에서 2로 나누어 떨어지는 요소들만 선택하고, 이를 다시 집합으로 생성하여 if 조건문에서 검사하는 방법을 사용하였습니다.

Q6.나)
for문에서 집합을 사용하는 방법을 알려주세요.

A6.ssam)
파이썬에서는 for 루프에서도 집합(Set)을 사용할 수 있습니다. for 루프에서 집합을 사용하면, 집합의 각 요소들을 하나씩 순회(iterate)하면서 루프를 실행할 수 있습니다.

예를 들어, 다음과 같은 코드에서는 for 루프에서 집합의 요소들을 하나씩 순회하면서 출력합니다.

my_set = {1, 2, 3, 4, 5}
for element in my_set:
    print(element)

위 코드에서는 my_set 집합의 요소들을 하나씩 순회(iterate)하면서, 각 요소를 element 변수에 할당하고, 이를 출력하는 방법을 사용합니다.

또한, for 루프에서 집합 연산을 이용하여 필요한 요소들만 선택할 수도 있습니다. 예를 들어, 다음과 같은 코드에서는 for 루프에서 집합 연산을 이용하여 짝수인 요소들만 선택하고, 이를 출력합니다.

my_set = {1, 2, 3, 4, 5}
for element in {x for x in my_set if x % 2 == 0}:
    print(element)

위 코드에서는 for 루프에서 for 뒤에 중괄호({})를 이용하여 집합 연산을 생성합니다. 이 연산에서는 my_set 집합의 요소들 중에서 2로 나누어 떨어지는 요소들만 선택하여 새로운 집합으로 생성합니다. 그리고, 이를 for 루프에서 순회하면서 각 요소를 출력하는 방법을 사용합니다.

따라서, for 루프에서 집합을 사용하면, 집합의 요소들을 순회하면서 루프를 실행할 수 있으며, 집합 연산을 이용하여 필요한 요소들만 선택할 수 있어서 유용합니다.

Q7.나)
집합은 순서가 없음에도 순회가 가능한가요?

A7.ssam)
네, 집합(Set)은 순서가 없지만, 순회(iteration)가 가능합니다. 집합은 내부적으로 해시 테이블(hash table)을 이용하여 요소를 저장하기 때문에, 요소들이 저장된 순서를 보장하지는 않습니다. 그러나, 파이썬에서는 집합을 순회할 때 내부적으로 해시 테이블의 순서를 이용하여 요소를 순서대로 반환합니다.

따라서, 집합을 순회(iteration)하면서 요소들을 하나씩 처리하는 것은 가능합니다. 예를 들어, 다음과 같은 코드에서는 for 루프에서 집합(Set)을 순회하면서 요소를 출력합니다.

my_set = {1, 2, 3, 4, 5}
for element in my_set:
    print(element)

위 코드에서는 my_set 집합을 for 루프에서 순회(iteration)하면서 각 요소를 element 변수에 할당하고, 이를 출력하는 방법을 사용합니다. 출력 결과는 순서가 보장되지 않을 수 있지만, 모든 요소들을 하나씩 순회(iteration)하며 출력됩니다.

Q8.나)
while문에서 집합을 사용하는 방법을 알려주세요. for문과 비교해서 어떤 것이 더 편리한가요?

A8.ssam)
파이썬에서 while 루프에서도 집합(Set)을 사용할 수 있습니다. while 루프에서 집합을 사용하는 방법은 for 루프와 동일합니다. 다음은 while 루프에서 집합을 사용한 예시입니다.

my_set = {1, 2, 3, 4, 5}
iterator = iter(my_set)
while iterator:
    try:
        element = next(iterator)
        print(element)
    except StopIteration:
        break

• 위 코드에서는 집합(Set) 객체의 iter() 메서드를 이용하여
• 이터레이터(iterator)를 생성하고,
• while 루프에서 이터레이터(iterator)를 순회(iteration)하면서
• 요소를 하나씩 처리합니다.
• 이터레이터(iterator)에서 더 이상 요소를 반환할 수 없을 때
• (StopIteration 예외가 발생할 때) while 루프에서 빠져나오게 됩니다.

for 루프와 while 루프에서 집합(Set)을 사용하는 방법은 동일합니다. 그러나, for 루프에서는 집합의 요소를 하나씩 순회(iteration)하면서 루프를 실행할 수 있으므로, 코드가 더 간결하고 가독성이 좋습니다. 따라서, 집합(Set)을 사용하는 경우에는 for 루프를 이용하는 것이 보통 더 편리합니다.

Q9.나)
그럼에도 while을 써야 할 때가 있나요?

A9.ssam)
네, while 루프는 for 루프보다 더 많은 유연성을 제공하므로, 일부 상황에서는 while 루프를 사용하는 것이 더 편리합니다. 예를 들어, 다음과 같은 상황에서는 while 루프를 사용하는 것이 적절합니다.

1. 집합(Set)에서 일부 요소들을 제거하고자 하는 경우: for 루프에서는 집합(Set)을 순회(iteration)하면서 요소를 변경하는 것이 불가능합니다. 이러한 경우에는 while 루프를 이용하여 집합(Set)에서 요소를 하나씩 제거하는 방법을 사용할 수 있습니다.
2. 루프를 일시 중지하거나 다시 시작해야 하는 경우: for 루프에서는 루프를 일시 중지하거나 다시 시작하는 것이 불가능합니다. 이러한 경우에는 while 루프를 이용하여 루프를 일시 중지하거나 다시 시작하는 방법을 사용할 수 있습니다.
3. 루프 조건이 다양한 경우: for 루프에서는 루프 조건이 정해져 있는 경우에만 사용할 수 있습니다. 하지만, while 루프에서는 루프 조건을 다양하게 설정할 수 있으므로, 이러한 경우에는 while 루프를 사용하는 것이 더 적절합니다.

따라서, 집합(Set)을 사용하는 경우에도 while 루프를 사용해야 하는 상황이 발생할 수 있으므로, 상황에 따라 적절한 루프를 선택하여 사용하는 것이 중요합니다.

Q10.나)
파이썬에서 함수의 인자값으로 집합을 전달하는 방법은?

A10.ssam)
파이썬에서는 함수의 인자값으로 집합(Set)을 전달하는 것이 가능합니다. 함수의 인자값으로 집합을 전달할 때는, 인자값으로 집합 객체를 그대로 전달하면 됩니다. 예를 들어, 다음과 같은 함수에서는 인자값으로 집합(Set)을 받아서 요소들을 출력하는 방법을 사용합니다.

def print_set(my_set):
    for element in my_set:
        print(element)

my_set = {1, 2, 3, 4, 5}
print_set(my_set)

위 코드에서는 print_set() 함수를 정의하고, 인자값으로 my_set 집합(Set)을 전달합니다. 이 함수에서는 for 루프를 이용하여 my_set 집합(Set)의 요소들을 하나씩 출력하는 방법을 사용합니다. 이러한 방법으로, 함수의 인자값으로 집합(Set)을 전달하고, 함수 내부에서 이를 활용할 수 있습니다.

Q11.나)
함수의 반환값으로 집합을 사용하는 방법에 대해서 알려주세요.

A11.ssam)
파이썬에서는 함수의 반환값으로 집합(Set)을 사용할 수 있습니다. 함수 내부에서 집합(Set)을 생성하거나 변경하고, 이를 반환하여 다른 곳에서 활용할 수 있습니다.

예를 들어, 다음과 같은 함수에서는 인자값으로 받은 리스트(list)에서 중복된 값을 제거한 후, 이를 새로운 집합(Set)으로 변환하여 반환하는 방법을 사용합니다.

def remove_duplicates(my_list):
    my_set = set(my_list)
    return my_set

my_list = [1, 2, 3, 2, 4, 5, 1]
my_set = remove_duplicates(my_list)
print(my_set)

위 코드에서는 remove_duplicates() 함수를 정의하고, 인자값으로 my_list 리스트(List)를 전달합니다. 이 함수에서는 set() 함수를 이용하여 my_list 리스트(List)에서 중복된 값을 제거한 후, 이를 새로운 집합(Set)으로 변환합니다. 이후, 변환된 집합(Set)을 반환합니다.

이 함수에서는 반환값으로 집합(Set)을 사용하므로, 반환값을 다른 변수에 할당하여 사용할 수 있습니다. 위 코드에서는 remove_duplicates() 함수의 반환값을 my_set 변수에 할당하고, 이를 출력하는 방법을 사용합니다.

Q12.나)
집합 사용에 대해서 더 알아야 할 내용이 있나요?

A12.ssam)
집합(Set)에 언급하지 않았거나 지나친 거 몇 가지만 정리할게요.

1)집합의 크기 확인하기: len() 함수를 이용하여 집합(Set)의 크기를 확인할 수 있습니다.

my_set = {1, 2, 3, 4, 5}
print(len(my_set)) # 5

2)요소의 존재 확인하기: in 연산자를 이용하여 집합(Set)에 특정 요소가 포함되어 있는지 여부를 확인할 수 있습니다.

my_set = {1, 2, 3, 4, 5}
print(3 in my_set) # True
print(6 in my_set) # False

3)frozenset: frozenset은 변경이 불가능한 집합(Set)입니다. 따라서, 변경이 필요하지 않은 경우에는 frozenset을 사용하여 안정적인 집합(Set)을 만들 수 있습니다.

my_set = frozenset([1, 2, 3, 4, 5])
print(my_set) # frozenset({1, 2, 3, 4, 5})

이러한 방법들을 활용하여 집합(Set)을 더욱 효율적으로 사용할 수 있습니다.

Last.ssam)
이번 포스트에서도 고생하셨습니다. 아래는 오늘 질문 목록입니다.

1. Q1)집합자료형은 왜 만들어지게 된 건가요?
2. Q2)파이썬에서 집합의 개념과 사용법 설명해 주세요.
3. Q3)파이썬에서 집합에 사용가능한 메서드를 제공한다고 했는데 알려주세요
4. Q4)리스트는 슬라이싱이랑 개념이 있는데 집합에는 이런 비슷한 거 없나요?
5. Q5)if의 조건문에 집합 사용하는 방법에 대해서 알려주세요.
6. Q6)for문에서 집합을 사용하는 방법을 알려주세요.
7. Q7)집합은 순서가 없음에도 순회가 가능한가요?
8. Q8)while문에서 집합을 사용하는 방법을 알려주세요. for문과 비교해서 어떤 것이 더 편리한가요?
9. Q9)그럼에도 while을 써야 할 때가 있나요?
10. Q10)파이썬에서 함수의 인자값으로 집합을 전달하는 방법은?
11. Q11)함수의 반환값으로 집합을 사용하는 방법에 대해서 알려주세요.
12. Q12)집합 사용에 대해서 더 알아야 할 내용이 있나요?

[파이썬 문법] 5.딕셔너리와 집합 기초개념[예시50개씩] - 질문으로 공부하기

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