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Python - Python 세트 사용하기

Python

세트 사용하기



파이썬은 집합을 표현하는 세트(set)라는 자료형을 제공한다. 집합을 영어로 하면 세트인데 수학에서 배우는 집합과 같다. 따라서 세트는 합집합, 교집합, 차집합 등의 연산이 가능하다.

1. 세트 만들기



세트는 {} 안에 값을 저장하며 각 값은 ,(콤마)로 구분한다. 세트는 요소의 순서가 정해져 있지 않다. 따라서 세트를 출력해보면 매번 요소의 순서가 다르게 나온다.

  • 세트 = {값1, 값2, 값3} ~~~python

fruits = {‘strawberry’, ‘grape’, ‘orange’, ‘pineapple’, ‘cherry’} fruits {‘pineapple’, ‘orange’, ‘grape’, ‘strawberry’, ‘cherry’}


또한, 세트에 들어가는 요소는 중복될 수 없다. 다음과 같이 세트에 'orange'를 두개 넣어도 하나의 값만 들어간다.

~~~python

fruits = {'orange', 'orange', 'cherry'}
fruits
{'cherry', 'orange'}

세트는 리스트, 튜플, 딕셔너리와 달리 로 특정 요소만 출력할 수 없다.


fruits = {'strawberry', 'grape', 'orange', 'pineapple', 'cherry'}
print(fruits[0])
Traceback (most recent call last):
  File "<pyshell#42>", line 1, in <module>
    print(fruits[0])
TypeError: 'set' object does not support indexing
fruits['strawberry']
Traceback (most recent call last):
  File "<pyshell#43>", line 1, in <module>
    fruits['strawberry']
TypeError: 'set' object is not subscriptable

세트에 특정 값이 있는지 확인하기



세트에 특정 값이 있는지 확인하려면 in연산자를 사용해야 한다.

  • 값 in 세트

세트에 특정값이 있으면 True 없으면 Flase가 나온다. 세트 fruits에 orange가 있으므로 True peach가 없으므로 False가 나왔다.


fruits = {'strawberry', 'grape', 'orange', 'pineapple', 'cherry'}
'orange' in fruits
True
'peach' in fruits
False

반대로 in앞에 not을 붙이면 특정 값이 없는지 확인한다.


'peach' not in fruits
True
'orange' not in fruits
False

set를 사용하여 세트 만들기



이번에는 set를 사용하여 세트를 만들어 보자.

set(반복가능한객체)와 같이 반복가능한 객체를 넣어 세트를 만든다. set(‘apple’)과 같이 영문 문자열을 세트로 만들면 ‘apple’에서 유일한 문자인 a p l e만 세트로 만든다. 중복된 문자는 포함하지 않는다.


a = set('apple')    # 유일한 문자만 세트로 만듦
a
{'e', 'l', 'a', 'p'}

set(range(5))와 같이 숫자를 만들어내는 range를 사용하면 0부터 4까지 숫자를 가진 세트를 만들 수 있다.


b = set(range(5))
b
{0, 1, 2, 3, 4}

비어있는 세트는 c = set()과 같이 set에 아무것도 지정하지 않으면 된다.


c = set()
c
set()

단 세트가 {}를 사용한다고 해서 c = {}와 같이 만들면 빈 딕셔너리가 만들어 짐으로 주의해야한다. 다음과 같이 type을 사용하면 자료형의 구조를 알 수 있다.

  • type(객체)

c = {}
type(c)
<class 'dict'>
c = set()
type(c)
<class 'set'>

한글 문자열을 세트로 만들기



set을 사용하여 한글 문자열을 세트로 만들면 다음과 같이 음절 단위로 세트가 만들어진다.


set('안녕하세요')
{'녕', '요', '안', '세', '하'}

세트 안에 세트 넣기



세트는 리스트, 튜플, 딕셔너리와 달리 세트안에 세트를 넣을 수 없다.


a = {{1, 2}, {3, 4}} 
Traceback (most recent call last):
  File "<pyshell#3>", line 1, in <module>
    a = {{1, 2}, {3, 4}} 
TypeError: unhashable type: 'set'

세트 안에 세트 넣기



파이썬은 내용을 변경할 수 없는 세트도 제공한다.

프로즌세트 = frozenset(반복가능한객체)

frozenset(반복가능한객체)로 말그대로 얼어있는 세트를 만들 수 있다.


a = frozenset(range(10))
a
frozenset({0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9})

frozenset는 뒤에서 설명할 집합 연산과 메서드에서 요소를 추가하거나 삭제하는 연산, 메서드는 사용할 수 없다. 다음과 같이 frozenset의 요소를 변경하려고 하면 에러가 발생한다.


a = frozenset(range(10))
a |= 10
Traceback (most recent call last):
  File "<pyshell#4>", line 1, in <module>
    a |= 10
TypeError: unsupported operand type(s) for |=: 'frozenset' and 'int'
a.update({10})
Traceback (most recent call last):
  File "<pyshell#5>", line 1, in <module>
    a.update({10})
AttributeError: 'frozenset' object has no attribute 'update'

frozenset는 세트 안에 세트를 넣고 싶을 때만 사용한다. 다음과 같이 frozenset는 중첩해서 넣을 수 있다. 단 frozenset만 넣을 수 있고, 일반 set는 넣을 수 없다.


frozenset({frozenset({1, 2}), frozenset({3, 4})})
frozenset({frozenset({1, 2}), frozenset({3, 4})})

2. 집합 연산 사용하기



세트에서 집합 연산과 이에 대응하는 메서드를 사용해보자. 집합 연산은 파이썬의 산술 연산자와 논리 연산자를 활용한다.

** **연산자는 합집합(union)을 구하며 OR연산자 를 사용한다. set.union메서드와 작동이 같다. 다음은 세트 {1, 2, 3, 4}와 {3, 4, 5, 6}을 모두 포함하므로 {1, 2, 3, 4, 5, 6}이 나옵니다.
  • 세트1 세트2
  • set.union(세트1, 세트2)

a = {1, 2, 3, 4}
b = {3, 4, 5, 6}
a | b
{1, 2, 3, 4, 5, 6}
set.union(a, b)
{1, 2, 3, 4, 5, 6}

&연산자는 교집합(intersection)을 구하며 AND연산자 &를 사용한다. set.intersection메서드와 동작이 같다. 다음은 세트 {1, 2, 3, 4}와 {3, 4, 5, 6} 중에서 겹치는 부분을 구하므로 {3, 4}가 나온다.

  • 세트1 & 세트2
  • set.intersection(세트1, 세트2)

a = {1, 2, 3, 4}
b = {3, 4, 5, 6}
a & b
{3, 4}
set.intersection(a, b)
{3, 4}

-연산자는 차집합(difference)을 구하며 뺼셈 연산자 -를 사용한다. set.difference메서드와 동작이 같다. 다음은 {1, 2, 3, 4}에서 {3, 4, 5, 6}과 겹치는 3과 4를 뺐으므로 {1, 2}가 나온다.


a = {1, 2, 3, 4}
b = {3, 4, 5, 6}
a - b
{1, 2}
set.difference(a, b)
{1, 2}

^연산자는 대칭차집합(symmetric difference)을 구하며 XOR 연산자 ^를 사용한다. set.symmetric_difference 메서드와 동작이 같다. 대칭 차집합은 XOR연산자의 특성을 그대로 따르는데 XOR은 서로 다르면 참이다. 따라서 집합에서 두 집합 중 겹치지 않는 요소만 포함한다. 다음은 세트 {1, 2, 3, 4}와 {3, 4, 5, 6} 중에서 같은 값 3과 4를 제외한 다른 모든 요소를 구하므로 {1, 2, 5, 6}이 나온다.

  • 세트1 ^ 세트2
  • set.symmetric_difference(세트1, 세트2)

a = {1, 2, 3, 4}
b = {3, 4, 5, 6}
a ^ b
{1, 2, 5, 6}
set.symmetric_difference(a, b)
{1, 2, 5, 6}

집합 연산 후 할당 연산자 사용하기



세트 자료형에 집합 연산 후 할당 연산자와 이에 대응하는 메서드를 사용해보자. 세트 자료형에 |, &, -, ^ 연산자와 할당 연산자 =을 함꼐 사용하면 집합 연산의 결과를 변수에 다시 저장한다.

** =**은 현재 세트에 다른 세트를 더하며 update 메서드와 같다. 다음은 세트 {1, 2, 3, 4}에 {5}를 더하므로 {1, 2, 3, 4, 5}가 나온다.
  • 세트1 = 세트2
  • 세트1.update(세트2)

a = {1, 2, 3, 4}
a |= {5}
a
{1, 2, 3, 4, 5}
a = {1, 2, 3, 4}
a.update({5})
a
{1, 2, 3, 4, 5}

&=는 현재 세트와 다른 세트 중에서 겹치는 요소만 현재 세트에 저장한다. intersection_update 메서드와 같다. 다음은 세트 {1, 2, 3, 4}와 {0, 1, 2, 3, 4} 중에서 겹치는 요소만 a에 저장하므로 {1, 2, 3, 4}가 나온다.

  • 세트1 &= 세트2
  • 세트1.intersection_update(세트2)

a = {1, 2, 3, 4}
a &= {0, 1, 2, 3, 4}
a
{1, 2, 3, 4}
a = {1, 2, 3, 4}
a.intersection_update({0, 1, 2, 3, 4})
a
{1, 2, 3, 4}

-=는 현재 세트에서 다른 세트를 빼며 difference_update 메서드와 같다. 다음은 세트 {1, 2, 3, 4}에서 {3}을 빼므로 {1, 2, 4}가 나온다.

  • 세트1 -= 세트2
  • 세트1.difference_update(세트2)

a = {1, 2, 3, 4}
a -= {3}
a
{1, 2, 4}
a = {1, 2, 3, 4}
a.difference_update({3})
a
{1, 2, 4}

^=는 현재 세트와 다른 세트중에서 겹치지 않는 요소만 현재 세트에 저장한다.symmetric_difference_update 메서드와 같다. 다음은 세트 {1, 2, 3, 4}와 {3, 4, 5, 6} 중에서 겹치지 않는 요소만 a에 저장하므로 {1, 3}이 나온다.

  • 세트1 ^= 세트2
  • 세트1.symmetric_difference_update(세트2)

a = {1, 2, 3, 4}
a ^= {3, 4, 5, 6}
a
{1, 2, 5, 6}
a = {1, 2, 3, 4}
a.symmetric_difference_update({3, 4, 5, 6})
a
{1, 2, 5, 6}

부분 집합과 상위집합 확인하기



세트는 부분집합, 진부분집합, 상위집합, 진상위집합과 같이 속하는 관계를 표현할 수도 있다. 현재 세트가 다른 세트의 (진)부분 집합 또는 (진)상위집합인지 확인할 때는 세트 자료형에 부등호와 등호를 사용한다.

<=는 현재 세트가 다른 세트의 부분집합(subset)인지 확인하며 issubset메서드와 같다. 다음은 세트 {1, 2, 3, 4}가 {1, 2, 3, 4}의 부분집합이므로 참이다.(등호가있어 두 세트가 같을 때도 참이다.)

  • 현재세트 <= 다른세트
  • 현재세트.issubset(다른세트)

a = {1, 2, 3, 4}
a <= {1, 2, 3, 4}
True
a.issubset({1, 2, 3, 4, 5})
True

>=는 현재 세트가 다른 세트의 상위집합(superset)인지 확인하며 issuperset 메서드와 같다. 다음은 세트 {1, 2, 3, 4}가 {1, 2, 3, 4}의 상위집합이므로 참이다(등호가 있으므로 두 세트가 같을 때도 참이다).

  • 현재세트 >= 다른세트
  • 현재세트.issuperset(다른세트)

a = {1, 2, 3, 4}
a >= {1, 2, 3, 4}
True
a.issuperset({1, 2, 3, 4})
True

<는 현재 세트가 다른 세트의 진부분집합(proper subset)인지 확인하며 메서드는 없다. 다음은 세트 {1, 2, 3, 4}가 {1, 2, 3, 4, 5}의 진부분집합이므로 참이다. 즉, 부분집합이지만 같지는 않을 때 참이다.

  • 현재세트 < 다른세트

a = {1, 2, 3, 4}
a < {1, 2, 3, 4, 5}
True

>는 현재 세트가 다른 세트의 진상위집합(proper superset)인지 확인하며 메서드는 없다. 다음은 세트 {1, 2, 3, 4}가 {1, 2, 3}의 진상위집합이므로 참이다. 즉, 상위집합이지만 같지는 않을 때 참이다.

  • 현재세트 > 다른세트

a = {1, 2, 3, 4}
a > {1, 2, 3}
True

[집합]!(https://user-images.githubusercontent.com/77658029/124087151-b6ad0100-da8c-11eb-9e33-0ae7406ed92f.png)

세트가 같은지 다른지 확인하기



세트는 == 연산자를 사용하여 서로 같은지 확인할 수 있다. 세트는 요소의 순서가 정해져 있지 않으므로 ==로 비교했을 때 각 요소만 같으면 참이다.


a = {1, 2, 3, 4}
a == {1, 2, 3, 4}
True
a == {4, 2, 1, 3}
True

!=연산자는 세트가 다른지 확인한다.


a = {1, 2, 3, 4}
a != {1, 2, 3}
True

세트가 같은지 다른지 확인하기



disjoint는 현재 세트가 다른 세트와 겹치지 않는지 확인한다. 겹치는 요소가 없으면 True, 있으면 False이다.

  • 현재세트.isdisjoint(다른세트)

a = {1, 2, 3, 4}
a.isdisjoint({5, 6, 7, 8})       # 겹치는 요소가 없음
True
a.isdisjoint({3, 4, 5, 6})    # a와 3, 4가 겹침
False

3.세트 조작하기



세트를 조작하는 메서드와 세트의 길이(요소 개수)를 구하는 방법을 알아보자.

세트에 요소 추가하기



add(요소)는 세트에 요소를 추가한다.


a = {1, 2, 3, 4}
a.add(5)
a
{1, 2, 3, 4, 5}

세트에서 특정 요소를 삭제하기



remove(요소)는 세트에서 특정 요소를 삭제하고 요소가 없으면 에러를 발생시킨다.


a = {1, 2, 3, 4}
a.remove(3)
a
{1, 2, 4, 5}

discard(요소)는 세트에서 특정 요소를 삭제하고 요소가 없으면 그냥 넘어간다. 다음은 세트 a에 2가 있으므로 2를 삭제하고, 3은 없으므로 그냥 넘어간다.


a = {1, 2, 4, 5}
a.discard(2)
a
{1, 4, 5}
a.discard(3)
a
{1, 4, 5}

세트에서 임의의 요소 삭제하기



pop()은 세트에서 임의의 요소를 삭제하고 해당 요소를 반환한다. 만약 요소가 없으면 에러를 발생시킨다.


a = {1, 2, 3, 4}
a.pop()
1
a
{2, 3, 4}

세트의 모든 요소를 삭제하기



clear()는 세트에서 모든 요소를 삭제한다.


a = {1, 2, 3, 4}
a.clear()
a
set()

세트의 모든 요소를 삭제하기



len(세트)는 세트의 요소 개수 길이를 구한다.


a = {1, 2, 3, 4}
len(a)
4

4.세트의 할당과 복사



세트도 리스트, 튜플, 딕셔너리처럼 할당과 복사의 차이점이 있다. 먼저 세트를 만든 뒤 다른 변수에 할당한다. b = a와 같이 세트를 다른 변수에 할당하면 세트는 두 개가 될 것 같지만 실제로는 세트가 한 개이다.


a = {1, 2, 3, 4}
b = a

a와 b를 is 연산자로 비교해보면 True가 나온다. 즉, 변수 이름만 다를 뿐 세트 a와 b는 같은 객체이다.


a is b
True

a와 b는 같으므로 b에 요소를 추가하면 세트 a와 b에 모두 반영된다.


b.add(5)
a
{1, 2, 3, 4, 5}
b
{1, 2, 3, 4, 5}

세트 a와 b를 완전히 두 개로 만들려면 copy메서드로 모든 요소를 복사해야 한다.


a = {1, 2, 3, 4}
b = a.copy()

이제 a와 b를 is 연산자로 비교해보면 False가 나온다. 즉, 두 세트는 다른 객체다. 그러나 복사한 요소는 같으므로 ==로 비교하면 True가 나온다.


a is b
False
a == b
True

세트 a와 b는 별개이므로 한쪽의 값을 변경해도 다른 세트에 영향을 미치지 않는다. 다음과 같이 세트 b에 요소를 추가하면 세트 a는 그대로이고 세트 b만 바뀐다.


a = {1, 2, 3, 4}
b = a.copy()
b.add(5)
a
{1, 2, 3, 4}
b
{1, 2, 3, 4, 5}

5.반복문으로 세트의 요소를 모두 출력하기



이번에는 세트와 for반복문을 사용하여 요소를 출력해보자. 간단하게 for in 뒤에 세트만 지정하면 된다.


for 변수 in 세트:
     반복할 코드

다음은 for로 세트 a의 요소를 출력한다. for i in a:는 세트 a에서 요소를 꺼내서 i에 저장하고, 꺼낼 때마다 코드를 반복한다. 따라서 print i를 출력하면 요소를 모두 출력할 수 있다. 단, 세트의 요소는 순서가 없으므로 출력할 때마다 순서가 달라진다(숫자로만 이루어진 세트는 순서대로 출력됨).


a = {1, 2, 3, 4}
for i in a:
     print(i)

1
2
3
4

# in 다음 세트를 직접 지정해도 상관 없다.

for i in {1, 2, 3, 4}:
    print(i)

6.세트 표현식 사용하기



세트는 for 반복문과 if조건문을 사용하여 세트를 생성할 수 있다. 다음과 같이 세트 안에 식과 for반복문을 지정하면 된다.

  • {식 for 변수 in 반복가능한객체}
  • set(식 for 변수 in 반복가능한객체)

{}또는 set()안에 식, for, 변수, in, 반복가능한 객체를 지정하여 세트를 생성한다. 여기서는 반복가능한 객체로 문자열 ‘apple’을 지정했다.


a = {i for i in 'apple'}
a
{'l', 'p', 'e', 'a'}

세트 표현식에 if 조건문 사용하기



세트 표현식에서 if 조건문을 사용해 보자. 다음과 같이 if 조건문은 for반복문 뒤에 지정한다.

  • {식 for 변수 in 세트 if 조건식}
  • set(식 for 변수 in 세트 if 조건식)

{i for i in ‘pineapple’ if i not in ‘apl’}은 문자열 ‘pineapple’에서 ‘a’, ‘p’, ‘l’을 제외한 문자들로 세트를 생성한다. 즉, 다음과 같이 for 반복문 뒤에 if 조건문을 지정하면 if 조건문에서 특정 요소를 제외한 뒤 세트를 생성한다.


a = {i for i in 'pineapple' if i not in 'apl'}
a
{'e', 'i', 'n'}

if i not in ‘apl’은 {i for i in ‘pineapple’ if i != ‘a’ and i != ‘p’ and i != ‘l’}과 같이 문자를 하나씩 비교하고 and로 연결하는 if 조건문과 같다.

예제



표준 입력으로 양의 정수 두 개가 입력됩니다. 다음 소스 코드를 완성하여 두 숫자의 공약수를 세트 형태로 구하도록 만드세요. 단, 최종 결과는 공약수의 합으로 판단합니다.


________________
________________
________________
 
divisor = a & b
 
result = 0
if type(divisor) == set:
    result = sum(divisor)
 
print(result)

#입력
10 20

#결과
18

#입력
100 200

#결과
217