파이썬의 sorted() 내장 함수로 데이터 정렬하기 (feat. 리스트의 sort() 함수)

어느 프로그래밍 언어로 코딩을 하든 우리는 수시로 데이터를 정렬해야 되는데요. 이번 포스팅에서는 파이썬에서 데이터를 어떻게 정렬하는지 알아보도록 하겠습니다.

sorted() 내장 함수

파이썬에서 정렬을 할 때 가장 부담없이 사용할 수 있는 방법은 내장된 sorted() 함수를 이용하는 것입니다.

sorted() 내장 함수는 파이썬에서 순회가 가능한(iterable) 객체를 인자로 받아 데이터를 정렬해줄 수 있습니다.

>>> sorted([3, 5, 2, 1, 4])
[1, 2, 3, 4, 5]
>>> sorted(["D", "A", "C", "B", "E"])
['A', 'B', 'C', 'D', 'E']

sorted() 내장 함수는 인자로 넘어온 객체의 원래 순서를 건드리지 않고 정렬된 원소들을 새로운 객체에 담아서 반환해줍니다.

>>> nums = [3, 5, 2, 1, 4]
>>> sorted_nums = sorted(nums)
>>> print(nums)
[3, 5, 2, 1, 4]
>>> print(sorted_nums)
[1, 2, 3, 4, 5]

파이썬에서는 리스트(list) 뿐만 아니라, 튜플(tuple), 세트(set), 문자열(string)과 같은 다른 자료형도 순회가 가능하죠? 따라서 이러한 자료형의 인자와 함께 sorted() 함수를 호출할 수 있으며 이 때 주의할 점은 입력 자료형과 무방하게 항상 리스트가 반환된다는 것입니다.

>>> sorted((3, 5, 2, 1, 4))
[1, 2, 3, 4, 5]
>>> sorted({3, 5, 2, 1, 4})
[1, 2, 3, 4, 5]
>>> sorted("35214")
['1', '2', '3', '4', '5']

문자열이 인자로 넘어왔을 때는 각 문자를 마치 리스트의 원소처럼 다루어 정렬 후에 새로운 리스트에 담아주는 부분을 주의깊게 보시기 바랍니다.

한가지 팁을 드리자면 이렇게 리스트 대신에 다시 문자열의 형태로 결과를 얻고 싶다면 문자열의 join() 함수를 사용하면 됩니다.

>>> ''.join(sorted("35214"))
'12345'

흔히 겪는 문제

sorted() 내장 함수를 사용하면서 흔히 겪을 수 있는 문제가 있는데요. 바로 '<' not supported between instances of ...라는 오류입니다.

예를 들어, 문자와 숫자가 들어있는 리스트와 함께 sorted() 함수를 호출해보겠습니다.

>>> sorted(["2", 1])
Traceback (most recent call last):
  File "<stdin>", line 1, in <module>
TypeError: '<' not supported between instances of 'int' and 'str'

숫자형과 문자형 간에는 < 연산자가 지원되지 않는다고 하는데요.

다음과 같이 자료형이 다른 두 개의 원소에 직접 < 연산자를 사용하여 동일한 오류를 재현할 수 있습니다.

>>> "2" < 1
Traceback (most recent call last):
  File "<stdin>", line 1, in <module>
TypeError: '<' not supported between instances of 'str' and 'int'

이를 통해 sorted() 함수를 사용할 때는 입력 인자에 들어있는 원소 간에 반드시 논리적으로 비교가 가능해야(comparable)한다는 것을 알 수 있습니다.

이 문제는 같은 자료형의 원소의 이루어진 리스트에서도 중간에 None이 끼어 있으면 발생할 수 있는데요. 왜냐하면 NoneType 자료형은 어떤 데이터와도 대소비교를 할 수 없기 때문입니다.

>>> nums = [3, 5, 2, None, 1, 4]
>>> sorted(nums)
Traceback (most recent call last):
  File "<stdin>", line 1, in <module>
TypeError: '<' not supported between instances of 'NoneType' and 'int'

sorted() 함수를 호출하기 전에 None을 제거해주면 이 문제를 미연에 방지할 수 있겠죠?

>>> sorted([num for num in nums if num])
[1, 2, 3, 4, 5]

내림차순으로 정렬하기

sorted() 내장 함수는 기본적으로 작은 데이터에서 큰 데이터 순으로, 즉 오름차순으로 정렬해줍니다.

하지만 실제 프로그램을 작성해보면 내림차순으로 데이터를 정렬해야할 때가 상당히 많은데요.

예를 들어, 일반적으로 블로그에서는 최근에 올린 포스팅을 위에 보여주고 오래된 포스팅을 아래에 보여주죠? 온라인 쇼핑몰에서 많은 사용자들이 판매랑이나 평점이 높은 상품이 위에 노출되기를 원합니다.

sorted() 함수를 호출할 때 reverse 옵션을 사용하면 정말 간단하게 내림차순으로 정렬을 할 수가 있는데요. reverse 옵션을 True로 설정해주면 큰 데이터에서 작은 데이터순으로, 즉 내림차순 정렬됩니다.

>>> sorted([3, 5, 2, 1, 4], reverse=True)
[5, 4, 3, 2, 1]

이 말인즉슨, reverse 옵션의 기본값은 False라는 얘기가 되겠네요.

>>> sorted([3, 5, 2, 1, 4], reverse=False)
[1, 2, 3, 4, 5]

정렬 기준 지정하기

숫자나 문자가 아닌 사전이나 클래스의 객체와 같이 좀 더 복잡한 구조의 데이터를 정렬할 때는 특별한 기준이 필요합니다. 이러한 데이터는 이떤 방식으로 데이터 간에 대소비교를 해야할지를 정해주지 않으면 sorted() 함수는 어떻게 정렬해야 할지 모르기 때문입니다.

예를 들어, 다음과 같이 코드와 이름으로 이루어진 국가 데이터를 생각해볼까요?

>>> countries = [
  {'code': 'KR', 'name': 'Korea'},
  {'code': 'CA', 'name': 'Canada'},
  {'code': 'US', 'name': 'United States'},
  {'code': 'GB', 'name': 'United Kingdom'},
  {'code': 'CN', 'name': 'China'}
]

이 배열을 그대로 sorted() 함수에 인자로 넘기면 위에서 설명드렸던 문제가 발생합니다. 논리적으로 사전 간에 대소 비교를 할 수가 없기 때문인데요.

>>> sorted(countries)
Traceback (most recent call last):
  File "<stdin>", line 1, in <module>
TypeError: '<' not supported between instances of 'dict' and 'dict'

정렬 기준을 설정하려면 sorted() 함수의 key 옵션을 사용해야하는데요. key 옵션에 함수를 지정하면 각 원소에 이 함수를 호출한 결과를 기준으로 대소비교를 하게됩니다.

예를 들어, 국가 코드를 기준으로 정렬을 해볼까요? 이 기준으로 영국(GB)이 한국(KR) 앞에 오게 되네요.

>>> sorted(countries, key=lambda country: country["code"])
[{'code': 'CA', 'name': 'Canada'}, {'code': 'CN', 'name': 'China'}, {'code': 'GB', 'name': 'United Kingdom'}, {'code': 'KR', 'name': 'Korea'}, {'code': 'US', 'name': 'United States'}]

이번에는 국가 이름을 기준으로 정렬을 해보겠습니다. 이 기준으로는 한국(Korea)이 영국(United Kingdom)보다 앞에 오는 것을 볼 수 있습니다.

sorted(countries, key=lambda country: country["name"])
[{'code': 'CA', 'name': 'Canada'}, {'code': 'CN', 'name': 'China'}, {'code': 'KR', 'name': 'Korea'}, {'code': 'GB', 'name': 'United Kingdom'}, {'code': 'US', 'name': 'United States'}]

key 옵션은 서로 다른 자료형의 데이터를 정렬할 때도 활용할 수 있습니다. 위에서 숫자와 문자가 들어있는 배열과 함께 sorted() 함수를 호출했을 때 < 연산자가 지원되지 않아서 오류를 겪었었죠?

하지만 key 옵션에 int 함수를 넘기면 모든 데이터가 숫자로 취급되어 비교되기 때문에 정렬이 가능해질 것입니다.

>>> sorted(["2", 1], key=int)
[1, '2']

여기서 주의깊게 볼 부분은 key 함수를 호출한 결과는 단지 원소 간에 대소비교에만 사용된다는 것입니다. sorted() 함수가 반환하는 결과 리스트에는 원소 원본이 그대로 들어있습니다.

리스트의 sort() 함수

파이썬의 리스트(list)는 sorted() 내장 함수와 이름이 엇비슷한 sort()라는 함수가 있는데요. 많은 분들이 이 두 함수가 비슷할 거라고 예상하시는데 사실 이 두 함수는 본질적으로 큰 차이가 있으면 잘못 사용하면 낭패를 볼 수가 있습니다.

리스트의 sort() 함수를 호출하면 새로운 리스트를 생성하지 않고 기존 리스트 내의 원소 간에 순서를 바꿔서, 소위 in-place 정렬해주는데요. 자연스럽게 sorted() 내장 함수처럼 새로운 리스트를 반환해줄 필요가 없으므로 sort() 함수는 항상 None을 반환합니다.

>>> nums = [3, 5, 2, 1, 4]
>>> nums.sort()
>>> print(nums)
[1, 2, 3, 4, 5]

따라서 sort() 함수는 원본 데이터의 순서를 그대로 보존해야하는 상황에서 쓰면 데이터 순서가 틀어져서 난감해질 수 있습니다. 하지만 리스트의 sort() 함수는 sorted() 내장 함수 대비 메모리 사용량 측면에서 유리합니다. sorted() 함수처럼 입력 데이터와 동일한 크기의 리스트를 새로 만들 필요가 없기 때문입니다.

이러한 차이점을 제외하고는 리스트의 sort() 함수는 sorted() 내장 함수는 사용법이 거의 대동소이 한데요. sort() 함수를 호출할 때도 reverse와 key 옵션을 동일한 방법으로 사용할 수 있습니다.

예를 들어, 양수와 음수가 섞여 있는 리스트를 절대값 기준으로 내림차순 정렬해보겠습니다.

>>> nums = [-3, 5, -2, -1, 4]
>>> nums.sort(reverse=True, key=abs)
>>> print(nums)
[5, 4, -3, -2, -1]

전체 코드

본 포스팅에서 제가 작성한 전체 코드는 아래에서 직접 확인하고 실행해보실 수 있습니다.

https://dales.link/2ge

마치면서

지금까지 파이썬의 sorted() 내장 함수에 대해서 알아보고 리스트의 sort() 함수와의 차이점에 대해서도 살펴보았습니다. 파이썬으로 정렬을 구현하실 때 이 두 함수를 적지적소에 잘 사용하실 수 있으셨으면 좋겠습니다.