튜플
1. 튜플(Tuple)이란?
튜플은 파이썬에서 제공하는 불변(immutable)하고 순서가 있는 시퀀스 자료형입니다. 리스트와 유사하게 여러 개의 데이터를 하나로 묶어서 사용할 수 있지만, 한 번 생성된 튜플은 내부의 값 변경이 불가능합니다.
그럼 튜플은 언제 쓰여야할까요? Quiz
학번이나 이름, 주민등록번호와 같이 변경되면 안되는 정보등에 사용해야할것입니다. 프로그래머가 이러한 이해 없이 마음대로 값을 변경하려고 할때 튜플은 이를 방지해줍니다.
1.1 튜플 생성
튜플은 소괄호()를 사용하고 그 안에 쉼표,로 구분된 데이터들을 넣으면 됩니다.
x = (1, 2, 3)
y = ('apple', 'banana', 'cherry')x = (1, 2, 3)
y = ('apple', 'banana', 'cherry')리스트와 마찬가지로 튜플 내부에도 다양한 데이터 타입을 포함할 수 있습니다. 심지어 튜플 내부에 리스트나 또 다른 튜플을 넣는 것도 가능합니다!
튜플 안에 다양한 타입의 데이터를 함께 저장할 수 있어요.
z = (1, 'apple', 2.5, ['a', 'b'], (1, 2))z = (1, 'apple', 2.5, ['a', 'b'], (1, 2))변경가능한 자료형을 튜플과 같은 변경 불가능한 자료형 안에 넣는 것은 값에 변경이 이뤄질 수 있기 때문에 좋은 선택은 아닙니다.
위와 같은 이유로 리스트나 튜플에 값은 주로 그 형태를 맞춰 값을 넣어줍니다. 아래처럼 여러 개의 자료형을 같이 사용하는 경우는 드물다고 할 수 있습니다.
test = ('hello world', [1, 2, 3], 1, 10, 10.1, (1, 2, 3))test = ('hello world', [1, 2, 3], 1, 10, 10.1, (1, 2, 3))단일 요소를 생성을 할 때에는 콤마를 넣어주세요. 그렇지 않으면 아래와 같이 다른 자료형이 될 수 있습니다.
1.2 튜플의 특징
1.2.1 튜플은 변경이 불가능하다(immutable)
처음에 언급했다시피 튜플은 한 번 생성하면 그 안의 참조 값을 바꿀 수 없습니다. 여기서 참조 값은 가리키고 있는 값입니다. 위에서 살펴본 것처럼 안에 변경 가능한 자료형을 넣으면 값에 변경은 될 수 있습니다.
a = (1, 2, 3, 4, 5)
# a[0] = 10000 이렇게 하면 에러가 발생합니다!
# 튜플 오브젝트는 새로운 아이템의 할당을 허용하지 않습니다. 라는 오류a = (1, 2, 3, 4, 5)
# a[0] = 10000 이렇게 하면 에러가 발생합니다!
# 튜플 오브젝트는 새로운 아이템의 할당을 허용하지 않습니다. 라는 오류1.2.2 튜플을 왜 사용할까?
"그럼 튜플을 왜 사용하나요?"라고 의문을 가질 수 있으실 것 같습니다. 때때로 변경되면 안 되는 데이터를 보호하거나, 프로그램 실행 중에 값이 바뀌면 안 되는 경우가 있어요. 그런 상황에서 튜플을 사용하면 데이터의 안전성을 높일 수 있습니다.
또한, 튜플은 리스트에 비해 처리 속도가 조금 더 빠르기도 합니다. 그래서 단순히 데이터를 읽기만 할 때는 튜플을 사용하는 것이 더 효율적일 수 있습니다.
2. 튜플의 연산
튜플도 리스트처럼 다양한 연산을 지원합니다. 튜플은 변경이 불가능한 자료형이지만, 새로운 튜플을 생성하거나 다른 튜플과 합치는 등의 연산은 가능합니다.
2.1 덧셈과 곱셈 연산
덧셈은 두 튜플을 연결합니다.
곱셈은 튜플을 여러번 반복합니다.
2.2 튜플 인덱싱
튜플도 순서가 있는 시퀀스 자료형이기 때문에 인덱싱을 통해 각 항목에 접근할 수 있습니다.
2.3 튜플 슬라이싱
튜플도 리스트처럼 슬라이싱을 사용하여 부분적인 값을 추출할 수 있습니다.
슬라이싱의 속성은 리스트에서 설명한 내용과 동일하기 때문에 생략하겠습니다.
3. 튜플의 구조 및 특징
튜플은 리스트와 유사한 점이 많지만, 몇 가지 중요한 차이점이 있습니다. 튜플은 변경 불가능한(immutable) 데이터 구조입니다. 이 의미는 튜플의 원소나 크기를 변경할 수 없다는 것입니다.
3.1 메모리 구조
그러나 튜플의 메모리 구조는 리스트와 상당히 유사합니다. 튜플 역시 객체의 참조를 저장하는 컨테이너입니다. 따라서 튜플의 각 요소도 실제 데이터 값을 직접 저장하는 것이 아니라, 해당 객체를 참조하는 주소를 저장합니다.
다음과 같이 튜플을 생성해봅시다.
my_tuple = (1, 2, 'apple', 3.14)my_tuple = (1, 2, 'apple', 3.14)이 튜플의 메모리 구조는 다음과 같이 설명될 수 있습니다:
1,2,'apple',3.14는 각각 다른 메모리 위치에 저장된 객체입니다.my_tuple은 이러한 객체들의 참조(즉, 메모리 주소)를 저장하는 배열입니다.
3.2 불변성
튜플의 가장 큰 특징 중 하나는 불변성(immutable) 입니다. 이는 한 번 생성된 튜플의 내용(크기 및 원소)을 변경할 수 없다는 것을 의미합니다.
- 메모리 효율성: 튜플의 불변성 덕분에, 일반적으로 리스트보다 메모리 사용이 더 효율적입니다. 리스트는 원소의 추가나 삭제를 고려해 추가적인 메모리를 예약할 수 있습니다. 튜플은 그 크기가 고정되어 있으므로 추가적인 메모리 할당은 필요하지 않습니다.
- 해시 가능: 튜플의 불변성으로 인해 원소들이 모두 해시 가능할 경우 튜플도 해시 가능합니다. 즉, 튜플을 딕셔너리의 키로 사용할 수 있다는 것을 의미합니다.
- 보안: 데이터의 무결성을 유지해야 하는 경우나 데이터가 변경되어서는 안되는 경우에 튜플을 사용하면 좋습니다. 튜플의 불변성은 데이터 변경을 방지해 줍니다.
4. 튜플의 메서드
리스트에서 메서드를 확인해 보았듯이 튜플 메서드와 속성을 확인해보겠습니다.
# 출력
['__add__', '__class__', '__class_getitem__', '__contains__', '__delattr__', '__dir__', '__doc__', '__eq__', '__format__', '__ge__', '__getattribute__', '...중략', '__repr__', '__rmul__', '__setattr__', '__sizeof__', '__str__', '__subclasshook__', 'count', 'index']# 출력
['__add__', '__class__', '__class_getitem__', '__contains__', '__delattr__', '__dir__', '__doc__', '__eq__', '__format__', '__ge__', '__getattribute__', '...중략', '__repr__', '__rmul__', '__setattr__', '__sizeof__', '__str__', '__subclasshook__', 'count', 'index']튜플은 변경이 불가능하기 때문에 리스트에 비해 제공하는 메서드의 수가 매우 제한적입니다. 그럼에도 불구하고 두 가지 주요 메서드를 제공하고 있습니다.
4.1 count()
튜플 내에서 특정 값이 나타나는 횟수를 반환합니다.
4.2 index()
특정 값이 튜플 내에서 처음으로 나타나는 위치의 인덱스를 반환합니다.
이처럼 튜플은 변경 불가능한 특성 때문에 메서드는 제한적이지만, 데이터의 안정성이나 처리 속도 측면에서 장점이 있습니다. 따라서 프로그램의 특정 부분에서는 튜플을 사용하는 것이 더 유리할 수 있습니다.