코테용 파이썬 라이브러리 문법

내장 함수

 

파이썬에는 별도의 import 명령어 없이 바로 사용할 수 있는 내장 함수가 존재한다. 대표적인 내장 함수는 input(), print()가 있다.

이 외에도 다른 함수가 존재한다. 먼저 sum() 함수는 리스트와 같은 iterable 객체가 입력으로 주어졌을 때, 모든 원소의 합을 반환한다.

파이썬에서 iterable 객체는 반복 가능한 객체를 말한다. 리스트, 사전 자료형, 튜플 자료형 등이 이에 해당한다.

 

result = sum([1, 2, 3, 4, 5])
print(result)

 

min() 함수는 파라미터가 2개 이상 들어왔을 때 가장 작은 값을 반환한다.

 

result = min(7, 3, 5, 2)
print(result)

 

max() 함수는 파라미터가 2개 이상 들어왔을 때 가장 큰 값을 반환한다.

 

result = max(7, 3, 5, 2)
print(result)

 

eval() 함수는 수학 수식이 문자열 형식으로 들어오면 해당 수식을 계산한 결과를 반환한다.

 

result = eval("(3 + 5) * 7")
print(result)

 

sorted() 함수는 iterable 객체가 들어왔을 때, 정렬된 결과를 반환한다. key 속성으로 정렬 기준을 명시할 수 있으며, reverse 속성으로 정렬된 결과 리스트를 뒤집을지의 여부를 설정할 수 있다.

 

result = sorted([9, 1, 8, 5, 4])
print(result)
result = sorted([9, 1, 8, 5, 4], reverse = True)
print(result)

 

파이썬에서는 리스트의 원소로 리스트나 튜플이 존재할 때 특정한 기준에 따라서 정렬을 수행할 수 있다. 정렬 기준은 key 속성을 이용해 명시할 수 있다. 

 

result = sorted([('홍길동', 35), ('이순신', 75), ('아무개', 50)], key = lambda x: x[1],
                reverse = True)
print(result)

* 원소를 튜플의 두 번째 원소(수)를 기준으로 내림차순으로 정렬하는 코드이다.

 

리스트와 같은 iterable 객체는 기본으로 sort() 함수를 내장하고 있어서 굳이 sorted() 함수를 사용하지 않고도 sort() 함수를 사용해서 정렬할 수 있다. 이 경우 리스트 객체의 내부 값이 정렬된 값으로 바로 변경된다.

 

data = [9, 1, 8, 5, 4]
data.sort()
print(data)

* 오름차순으로 정렬된다.

 

itertools

 

itertools는 파이썬에서 반복되는 데이터를 처리하는 기능을 포함하고 있는 라이브러리이다. 코딩 테스트에서 가장 유용하게 사용할 수 있는 클래스는 permutations, combinations이다.

 

permutations는 리스트와 같은 iterable 객체에서 r개의 데이터를 뽑아 일렬로 나열하는 모든 경우(순열)를 계산해 준다. permutations는 클래스이므로 객체 초기화 이후에는 리스트 자료형으로 변환하여 사용한다.

 

from itertools import permutations

data = ['A', 'B', 'C'] # 데이터 준비
result = list(permutations(data, 3)) # 모든 순열 구하기

print(result)

 

combinations는 리스트와 같은 iterable 객체에서 r개의 데이터를 뽑아 순서를 고려하지 않고 나열하는 모든 경우(조합)를 계산한다. combinations는 클래스이므로 객체 초기화 이후에는 리스트 자료형으로 변환하여 사용한다.

 

from itertools import combinations

data = ['A', 'B', 'C'] # 데이터 준비
result = list(combinations(data, 2)) # 2개를 뽑는 모든 조합 구하기

print(result)

 

product는 permutations와 같이 리스트와 같은 iterable 객체에서 r개의 데이터를 뽑아 일렬로 나열하는 모든 경우(순열)를 계산한다. 다만 원소를 중복하여 뽑는다. product 객체를 초기화할 때는 뽑고자 하는 데이터의 수를 repeat 속성값으로 넣어준다. product는 클래스이므로 객체 초기화 이후에는 리스트 자료형으로 변환하여 사용한다.

 

from itertools import product

data = ['A', 'B', 'C'] # 데이터 준비
result = list(product(data, repeat=2)) # 2개를 뽑는 모든 순열 구하기(중복 허용)

print(result)

 

combinations_with_replacement는 combinations와 같이 리스트와 같은 iterable 객체에서 r개의 데이터를 뽑아 순서를 고려하지 않고 나열하는 모든 경우(조합)를 계산한다. 다만 원소를 중복해서 뽑는다. combinations_with_replacement는 클래스이므로 객체 초기화 이후에는 리스트 자료형으로 변환하여 사용해야 한다.

 

from itertools import combinations_with_replacement

data = ['A', 'B', 'C'] # 데이터 준비
result = list(combinations_with_replacement(data, 2)) # 2개를 뽑는 모든 조합 구하기(중복 허용)

print(result)

 

heapq

 

파이썬에서는 힙(Heap) 기능을 위해 heapq 라이브러리를 제공한다. 파이썬의 힙은 최소 힙(Min Heap)으로 구성되어 있다. 힙에 원소를 삽입할 때는 heapq.heappush() 메서드를 이용하고, 힙에서 원소를 꺼내고자 할 때는 heapq.heappop() 메서드를 이용한다.

 

import heapq

def heapsort(iterable):
  h = []
  result = []
  # 모든 원소를 차례대로 힙에 삽입
  for value in iterable:
    heapq.heappush(h, value)
  # 힙에 삽입된 모든 원소를 차례대로 꺼내어 담기
  for _ in range(len(h)):
    result.append(heapq.heappop(h))
  return result

result = heapsort([1, 3, 5, 7, 9, 2, 4, 6, 8, 0])
print(result)

 

또한 파이썬에서는 최대 힙(Max Heap)을 제공하지 않는다. 따라서 heapq 라이브러리를 이용하여 최대힙을 구현해야 할 때는 원소의 부호를 임시로 변경하는 방식을 사용한다. 힙에 원소를 삽입하기 전에 잠시 부호를 반대로 바꾸었다가, 힙에서 원소를 꺼낸 뒤에 다시 원소의 부호를 바꾸면 된다.

 

import heapq

def heapsort(iterable):
  h = []
  result = []
  # 모든 원소를 차례대로 힙에 삽입
  for value in iterable:
    heapq.heappush(h, -value)
  # 힙에 삽입된 모든 원소를 차례대로 꺼내어 담기
  for _ in range(len(h)):
    result.append(-heapq.heappop(h))
  return result

result = heapsort([1, 3, 5, 7, 9, 2, 4, 6, 8, 0])
print(result)

 

bisect

 

파이썬에서는 이진 탐색을 쉽게 구현할 수 있도록 bisect 라이브러리를 제공한다. bisect 라이브러리는 '정렬된 배열'에서 특정한 원소를 찾아야 할 때 매우 효과적으로 사용된다. bisect 라이브러리에서는 bisect_left() 함수와 bisect_right() 함수가 가장 중요하게 사용된다. 또한 '정렬된 리스트'에서 '값이 특정 범위에 속하는 원소의 개수'를 구하고자 할 때, 효과적으로 사용될 수 있다.

 

• bisect_left(a, x): 정렬된 순서를 유지하면서 리스트 a에 데이터 x를 삽입할 가장 왼쪽 인덱스를 찾는 메서드
• bisect_right(a, x): 정렬된 순서를 유지하도록 리스트 a에 데이터 x를 삽입할 가장 오른쪽 인덱스를 찾는 메서드

 

from bisect import bisect_left, bisect_right

a = [1, 2, 4, 4, 8]
x = 4

print(bisect_left(a, x))
print(bisect_right(a, x))

 

count_by_range(a, left_value, right_value) 함수는 정렬된 리스트에서 값이 [left_value, right_value]에 속하는 데이터의 개수를 반환한다. 

 

from bisect import bisect_left, bisect_right

# 값이 [left_value, right_value]인 데이터의 개수를 반환하는 함수
def count_by_range(a, left_value, right_value):
  right_index = bisect_right(a, right_value)
  left_index = bisect_left(a, left_value)
  return right_index - left_index

# 리스트 선언
a = [1, 2, 3, 3, 3, 3, 4, 4, 8, 9]

# 값이 4인 데이터 개수 출력
print(count_by_range(a, 4, 4))

# 값이 [-1, 3] 범위에 있는 데이터 개수 출력
print(count_by_range(a, -1, 3))

 

collections

 

파이썬의 collections 라이브러리는 유용한 자료구조를 제공하는 표준 라이브러리이다. collections 라이브러리의 기능 중에서 코딩 테스트에서 유용하게 사용되는 클래스는 deque와 Counter이다.

deque에서는 리스트 자료형과 다르게 인덱싱, 슬라이싱 등의 기능은 사용할 수 없다. 다만, 연속적으로 나열된 데이터의 시작 부분이나 끝부분에 데이터를 삽입하거나 삭제할 때는 매우 효과적으로 사용될 수 있다.

deque는 첫 번째 원소를 제거할 때 popleft()를 사용하며, 마지막 원소를 제거할 때 pop()을 사용한다. 또한 첫 번째 인덱스에 원소 x를 삽입할 때 appendleft(x)를 사용하며, 마지막 인덱스에 원소를 삽입할 때 append(x)를 사용한다.

 

from collections import deque

data = deque([2, 3, 4])
data.appendleft(1)
data.append(5)

print(data)
print(list(data)) # 리스트 자료형으로 변환

 

파이썬 collections 라이브러리의 Counter는 등장 횟수를 세는 기능을 제공한다. 구체적으로 리스트와 같은 iterable 객체가 주어졌을 때, 해당 객체 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 변환

 

math

 

math 라이브러리는 자주 사용되는 수학적인 기능을 포함하고 있는 라이브러리이다. 팩토리얼, 제곱근, 최대공약수(GCD) 등을 계산해 주는 기능을 포함하고 있으므로, 수학 계산을 요구하는 문제를 만났을 때 효과적으로 사용될 수 있다.

 

math 라이브러리의 factorial(x) 함수는 x! 값을 반환한다.

 

import math

print(math.factorial(5)) # 5 팩토리얼을 출력

 

math 라이브러리의 sqrt(x) 함수는 x의 제곱근을 반환한다.

 

import math

print(math.sqrt(7)) # 7의 제곱근을 출력

 

최대 공약수를 구해야 할 때는 math 라이브러리의 gcd(a, b) 함수를 이용할 수 있다. 이 함수는 a와 b의 최대 공약수를 반환한다.

 

import math

print(math.gcd(21, 14))

 

math 라이브러리는 파이(pi)나 자연상수 e를 제공한다.

 

import math

print(math.pi) # 파이(pi) 출력
print(math.e) # 자연상수 e 출력

 

 

출처: 이것이 코딩 테스트다 with 파이썬