Python 코딩테스트 대비 기본 문법

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Python 코딩테스트 대비 기본 문법

sihyeong 2023. 6. 19. 20:46

파이썬은 e나 E를 통한 지수 표현 방식 이용 가능
예를들어 1e9라고 입력하게 되면 10의 9제곱 (1,000,000,000)가 된다.

임의의 큰 수를 표현하기 위해 사용하고 최단 경로 알고리즘에서는 도달할 수 없는 노드에 대하여 최단 거리를 무한(INF)로 설정하곤 한다.
이때 가능한 최대값이 10억 미만이라면 무한(INF)의 값으로 1e9를 이용할 수 있다.

실수형 데이터를 사용하고자 할때 쓴다.
실수형을 표현하기 때문에 정확도는 낮다. 이럴 때 round() 함수를 이용해서 해결한다.
round(123.456, 2)를 통해 123.46의 값을 얻어낼 수 있다.

a = 0.3 + 0.6
print(round(a, 4))  // 소수점 4째 자리에서 올림

if round(a, 4) == 0.9:
	print(True)
else:
	print(False)
    
 위의 결과로
 0.9
 True
 
 가 출력된다.

나누기 연산자( / ) : 결과를 실수형으로 반환

거듭 제곱 연산자(**)

몫 연산자(//): 몫을 정수형으로 반환

리스트는 대괄호([ ]) 안에 원소를 넣어 초기화하며, 쉼표( , )로 구분한다.
비어 있는 리스트를 선언하고자 할 때는 list() 혹은 간단히 [ ]를 이용할 수 있다.

n = 10
a = [0] * n
print(a)

실행 결과
[0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0]

0값을 가지고 있는 크기 10짜리 리스트 생성

리스트의 슬라이싱

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

print(a[1 : 4])

실행 결과
[2, 3, 4]

: 연산자를 통해 [n : m]
n부터 m-1까지의 리스트 값을 추출 가능

음의 정수로 뒤쪽에서부터 접근 가능하다.
리스트 컴프리헨션 (대괄호 안에 조건문과 반복문 적용해서 리스트 초기화 가능)

array = [i for i in range(10)]
print (array)

실행 결과
[0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9]

리스트 컴프리헨션은 2차원 리스트를 초기화할 때 효과적으로 사용가능
N X M 크기의 2차원 리스트 한 번에 초기화 해야 할 때 매우 유용함
좋은 예시 : array = [[0] * m for in range(n)]
잘못된 예시 : array = [[0] * m] * n
위 코드는 전체 리스트 안에 포함된 각 리스트가 모두 같은 객체로 인식된다.

함수명	사용법	설명	시간 복잡도
append()	변수명.append()	리스트에 원소 하나 삽입할 때 사용한다.	O(1)
sort()	변수명.sort() 변수명.sort(reverse = True)	오름차순, True: 내림차순으로 정렬	O(NlogN)
reverse()	변수명.reverse()	리스트 원소의 순서를 모두 뒤집어 놓는다.	O(N)
insert()	insert(삽입할 위치 인덱스, 삽입할 값)	특정한 인덱스 위치에 원소를 삽입할 때 사용한다.	O(N)
count()	변수명.count(특정값)	리스트에서 특정한 값을 가지는 데이터의 개수를 셀 때 사용한다.	O(N)
remove()	변수명.remove(특정 값)	특정한 값을 갖는 원소를 제거하는데, 값을 가진 원소가 여러 개면 하나만 제거한다.	O(N)

리스트에서 특정 값을 가지는 원소 모두 제거하기

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

result = [i for i in a if i not in remove_set]
print(result)

실행 결과
[1, 2, 4]

리스트는 중간값을 수정할 수 없음
a[2] = 'a' <- 코드 작동 X

튜플

튜플 자료형은 리스트와 유사하지만 문법적 차이가 있다.
한번 선언된 값을 변경할 수 없다.
리스트는 대괄호([ ])를 사용하지만, 튜플은 ( () ) 소괄호를 사용한다.
튜플은 리스트에 비해 상대적으로 공간 효율적이다.

튜플 사용하면 좋은 점

서로 다른 성질의 데이터를 묶어서 관리해야 할 때
최단 경로 알고리즘에서 (비용, 노드 번호)의 형태로 튜플 자료형을 자주 사용함

데이터의 나열을 해싱의 키 값으로 사용해야 할 때
튜플은 변경이 불가능하므로 리스트와 다르게 키 값으로 사용될 수 있다.

리스트보다 메모리를 효율적으로 사용해야 할 때

사전 자료형

사전 자료형은 키와 값의 쌍을 데이터로 가지는 자료형이다.
앞서 다루었던 리스트나 튜플이 값을 순차적으로 저장하는 것과는 대비된다.
사전 자료형은 키와 값의 쌍을 데이터로 가지며, 원하는 변경 불가능한 자료형을 키로 사용할 수 있다.
파이썬의 사전 자료형은 해시 테이블을 이용하므로 데이터의 조회 및 수정에 있어서 O(1)의 시간에 처리할 수 있다.
사전 자료형은 dict() 를 통해 초기화 할 수 있다.

data = dict()
data['사과'] = 'Apple'
data['바나나'] = 'Banana'
data['코코넛'] = 'Coconut'

print(data)

if '사과' in data:
  print("'사과'를 키로 가지는 데이터가 존재합니다.")
  
  실행 결과
  {'사과' : 'Apple', '바나나' : 'Banana', '코코넛' : 'Coconut'}
  '사과'를 키로 가지는 데이터가 존재합니다.

사전 자료형에서는 키와 값을 별도로 뽑아내기 위한 메서드를 지원한다.
키 데이터만 뽑아서 리스트로 이용할 때는 keys() 함수를 이용함
값 데이터만 뽑아서 리스트로 이용할 때는 values() 함수를 이용함
초기화 시 { 키 : 값, 키 : 값 }을 통해 사전 자료형 생성 가능

집합 자료형

중복을 허용하지 않음
순서가 없음
집합은 리스트 혹은 문자열을 이용해 초기화할 수 있다.
이때 set() 함수를 사용한다.
혹은 중괄호({})안에 각 원소를 콤마를 기준으로 구분하여 삽입함으로써 초기화 할 수 있다.
데이터의 조회 및 수정에 있어서 O(1)의 시간에 처리할 수 있다.

data = set([1, 1, 2, 3, 4, 4, 5])
print(data)

data = {1, 1, 2, 3, 4, 4, 5}
print(data)

실행 결과
{1, 2, 3, 4, 5}
{1, 2, 3, 4, 5}

집합 자료형의 연산

기본적인 집합 연산으로는 합집합, 교집합, 차집합 연산 등이 있따.
합집합 : 집합 A에 속하거나 B에 속하는 원소로 이루어진 집합(A U B)
교집합 : 집합 A에도 속하고 B에도 속하는 원소로 이루어진 집합 (A N B)
차집합 : 집합 A의 원소 중에서 B에 속하지 않는 원소들로 이루어진 집합 (A - B)

a = set([1, 2, 3, 4, 5])
b = set([3, 4, 5, 6, 7])

# 합집합
print(a|b)

# 교집합
print(a&b)

# 차집합
print(a - b)

실행 결과
{1, 2, 3, 4, 5, 6, 7}
{3, 4, 5}
{1, 2}

변수.add(값) 으로 원하는 값을 추가할 수 있고
변수.update([값1, 값2])를 통해 원소 여러개를 한번에 추가 가능
변수.remove(값)으로 특정한 값을 갖는 원소 삭제도 가능

리스트나 튜플은 순서가 있기 때문에 인덱싱을 통해 자료형의 값을 얻을 수 있다.
사전 자료형과 집합 자료형은 순서가 없기 때문에 인덱싱으로 값을 얻을 수 없다.
사전의 키 혹은 집합의 원소를 이용해 O(1)의 시간 복잡도로 조회합니다.

자주 사용되는 표준 입력 방법

input() 함수는 한 줄의 문자열을 입력받는 함수
map() 함수는 리스트의 모든 원소에 각각 특정한 함수를 적용할 때 사용합니다.
예시) 공백을 기준으로 구분된 데이터를 입력 받을 때는 다움과 같이 사용한다.
list(map(int, input().split())) : 입력을 받고, 공백을 기준으로 구분하고, 구분된 각 원소를 정수형으로 변환하고 리스트형식으로 바꿔줌

예시) 공백을 기준으로 구분된 데이터의 개수가 많지 않다면, 단순히 다음과 같이 사용함
a, b, c = map(int, input().split())

빠르게 입력받기

파이썬의 경우 sys 라이브러리에 정의되어 있는 sys.stdin.readline() 메서드 사용
단 입력 후 엔터가 줄 바꿈 기호로 입력되므로 rstrip() 메서드를 함께 사용한다.

표준 출력 방법

기본 출력은 print() 함수를 이용한다.
각 변수를 콤마를 이용해서 띄어쓰기로 구분하여 출력할 수 있다.
print()는 기본적으로 출력 후 줄 바꿈을 수행한다.
줄바꿈을 원치 않는 경우 'end '속성을 이용할 수 있다.

a = 1
b = 2
print(a,b)
print(7, end=" ")
print(8, end=" ")

answer = 7
print("정답은 " + str(answer) + "입니다.")

실행 결과
1 2
7 8 정답은 7입니다.

f-string

파이썬 3.6부터 사용 가능하며, 문자열 앛에 접두사 'f'를 붙여 사용한다.
중괄호 안에 변수명을 기입하여 간단한 문자열과 정수를 함께 넣을 수 있다.

answer = 7
print(f"정답은 {answer}입니다.")

실행 결과
정답은 7입니다.

들여쓰기

들여쓰기를 통해 블록을 구분한다.
파이썬 스타일 가이드라인에서는 4개의 공백 문자를 사용하는 것을 표준으로 설정하고 있다.

논리 연산자

X and Y
X or Y
not X

기타 연산자

다수의 데이터를 담는 자료형을 위해 in 연산자와 not in 연산자가 제공됩니다.
리스트, 튜플, 문자열, 딕셔너리 모두에서 사용이 가능하다.
x in 리스트 : 리스트 안에 x가 들어가 있을 때 참이다
x not in 문자열 : 문자열 안에 x가 들어가 있지 않을 때 참이다.

pass 키워드

아무것도 처리하고 싶지 않을 때 pass 키워드를 사용한다.
예시) 디버깅 과정에서 일단 조건문의 형태만 만들어 놓고 조건문을 처리하는 부분은 비워놓고 싶은 경우

score = 85

if score >=80:
  pass # 나중에 작성할 코드
else:
  print('성적이 80점 미만입니다.')

print('프로그램을 종료합니다.')

실행 결과
프로그램을 종료합니다.

조건부 표현식

if ~ else 문을 한줄에 작성할 수 있다.
다만 if후에 처리할 내용은 if 앞에 작성하는 차이점이 있다.

score = 85

result = "Success" if score>=80 else "Fail"

print(result)

실행 결과
Success

부등식

수학의 부등식을 그대로 사용 가능하다
0 < x < 20 작동가능

x = 15
if 0 < x < 20:
  print("x는 0 이상 20 미만의 수 입니다.")
  
  실행 결과
  x는 0이상 20미만의 수 입니다.

함수

def 함수명(매개변수):
    실행할 소스코드
    return 반환 값

파라미터의 변수를 직접 지정 가능 이 경우엔 매개변수의 순서가 달라도 상관이없음

def add(a,b):
  print('함수의 결과:', a + b)
  
add(b = 3, a = 7)

global 키워드

global 키워드로 변수를 지정하면 해당 함수에서는 지역 변수를 만들지 않고, 함수 바깥에 선언된 변수를 바로 참조하게 됨

a = 0

def func():
  global a
  a +=1
  
for i in range(10):
  func()
  
 print(a)
 
 실행 결과
 10

여러 개의 반환값

파이썬에서의 함수는 여러 개의 반환 값을 가질 수 있다.
3개의 값을 반환하면 값을 받을 때에도 3개의 변수로 받아야 한다. 받을 변수가 부족하거나 많으면 에러남

람다 표현식

특정한 기능을 수행하는 함수를 한 줄에 작성할 수 있다.

def add(a,b):
  return a+b

print(add(3,7))

print((lambda a,b: a+b)(3,7))

실행 결과
10
10

array = [('홍길동', 50), ('이순신', 32),('아무개', 74)]

def my_key(x):
  return x[1]

print(sorted(array, key=my_key))
print(sorted(array, key=lambda x:x[1]))

실행 결과
[('홍길동', 50), ('이순신', 32),('아무개', 74)]
[('홍길동', 50), ('이순신', 32),('아무개', 74)]

여러 개의 리스트에 람다식 적용

list1 = [1, 2, 3, 4, 5]
list2 = [6, 7, 8, 9, 10]

result = map(lambda a, b:a+b, list1, list2)

print(list(result))

map() 함수의 반환 자료형은 map 객체이기 때문에 해당 데이터를 사용하기 위해서는 list형이나 tuple 형으로 형변환을 해줘야 사용이 가능하다.

실전에서 유용한 표준 라이브러리

itertools : 파이썬에서 반복되는 형태의 데이터를 처리하기 위한 유용한 기능들을 제공한다. 특히 순열과 조합 라이브러리는 코딩 테스트에서 자주 사용된다.
heapq : 힙 자료구조를 제공한다. 일반적으로 우선순위 큐 기능을 구현하기 위해 사용된다.
bisect : 이진 탐색 기능을 제공한다.
collections : 덱, 카운터 등의 유용한 자료구조를 포함한다.
math : 필수적인 수학적 기능을 제공한다. 팩토리얼, 제곱근, 최대공약수, 삼각함수 관련 함수부터 파이와 같은 상수를 포함한다.

자주 사용되는 내장 함수

sum ( list )
min(v1, v2, v3)
max(v1, v2, v3)
eval(" 사칙연산 문자열 ") : 사칙연산 문자열을 계산해서 값을 반환한다.
sorted( list ) : 오름차순 정렬
sorted( list , reverse = True) : 내림차순 정렬
sorted( list , key=함수) : 함수에 해당하는 데이터를 키로 잡고 해당 값으로 정렬한다.

순열과 조합

모든 경우의 수를 고려해야 할 때 itertools 라이브러리를 이용해서 효과적으로 사용 가능
순열 : 서로 다른 n개에서 서로 다른 r개를 선택하여 일렬로 나열하는 것
{'A', 'B', 'C'}에서 세 개를 선택하여 나열하는 경우 : 'ABC', 'ACB', 'BAC', 'BCA', 'CAB', 'CBA'
조합 : 서로 다른 n개에서 순서에 상관 없이 서로 다른 r개를 선택하는 것
{'A', 'B', 'C'}에서 순서를 고려하지 않고 두 개를 뽑는 경우 : 'AB', 'AC', 'BC'

순열

from itertools import permutations

data = ['A', 'B', 'C']

result = list(permutations(data, 3))
print(result)

실행 결과
[('A', 'B', 'C'), ('A', 'C', 'B'), ('B', 'A', 'C'), ('B', 'C', 'A'), ('C', 'A', 'B'), ('C', 'B', 'A')]

조합

from itertools import combinations

data = ['A', 'B', 'C']

result = list(combinations(data, 2))
print(result)

실행 결과
[('A', 'B'), ('A', 'C'), ('B', 'C')]

중복 순열

from itertools import product

data = ['A', 'B', 'C']

result = list(product(data, repeat=2))
print(result)

실행 결과
[('A', 'A'), ('A', 'B'), ('A', 'C'), ('B', 'A'), ('B', 'B'), ('B', 'C'), ('C', 'A'), ('C', 'B'), ('C', 'C')]

중복 조합

from itertools import combinations_with_replacement

data = ['A', 'B', 'C']

result = list(combinations_with_replacement(data, 2))
print(result)

실행 결과
[('A', 'A'), ('A', 'B'), ('A', 'C'), ('B', 'B'), ('B', 'C'), ('C', 'C')]

Counter

파이썬 collections 라이브러리의 Counter는 등장 횟수를 세는 기능을 제공한다.
리스트와 같은 반복 가능한(iterable) 객체가 주어졌을 때 내부의 원소가 몇 번씩 등장했는지를 알려준다.

from collections import Counter

counter = Counter(['red', 'blue', 'red', 'green', 'blue', 'blue'])

print(counter['blue']) # 'blue'가 등장한 횟수 출력
print(counter['green']) # 'green'이 등장한 횟수 출력
print(dict(counter)) # 사전 자료형으로 반환

실행 결과
3
1
{'red': 2, 'blue': 3, 'green': 1}

최대 공약수와 최소 공배수

import math

def lcm(a, b):
  return a*b // math.gcd(a,b)

a = 21
b = 14

print(math.gcd(21, 14)) # 최대 공약수(GCD) 계산
print(lcm(21, 14)) # 최소 공배수(LCM) 계산

실행 결과
7
42