[Python] 정렬 메서드 sort()에 관한 모든 것

파이썬에는 sort()라는 list 자료형 메서드가 존재한다. (sorted 함수는 다른 포스팅으로 다루겠다)

 

자주 사용하지만, 제대로 정리할 필요는 있을 거 같아 이 포스팅으로 정리한다.

sort에 대하여 알아보자.

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1. sort()

sort() 메서드는 list 자료형의 메서드중 하나로, list를 제자리에서 정렬을 하는 역할을 한다. 원래의 list를 수정하므로 파괴적 메서드이다.

 

다른 말로, sorting이 가능한 자료형이 list안에 담겨있고, 각 자료형 간 비교가 가능하다면 (쉽게 말해, '<' 을 적용할 수 있으면) sort 메서드를 사용할 수 있다.

 

반대로 말하면, 비교 연산이 가능하지 않거나 비교에 실패하였다면, sort 연산은 실패하게 된다. 이때 실패 지점 이전까지 한 정렬은 수정된 상태로 남는다.

 

nums = [1, 3, 5, 2, 4]
 
nums.sort()
# nums = [1, 2, 3, 4, 5]
 
nums = [1, 2, 5, 4, (1, 2)]
 
# 오류! tuple과 int형은 비교할 수 없다.
# 다만, tuple형을 비교하기 전까지의 수행된 정렬은 nums에 남아있다.
nums.sort()

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sort 메서드의 반환값은 None이다. sort 메서드 자체가 list를 수정하기에, 원래 list가 필요하다면 sorted를 사용해야 한다.

 

nums = [3, 2, 1]
print(nums.sort()) # None을 반환
 
print(nums) 
# 정렬이 수행되었음
# [1, 2, 3]

 

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sort 메서드의 기본적으로 두 개의 키워드로 전달할 수 있는 인자가 있다. 두 인자 모두 키워드-전용(keyword-only) 인자이다.

 

sort(*, key = None, reverse = False)

 

1) key = None

key 인자에는 비교 기준을 추가할 수 있다. key에 인자를 넣어준다면 sort가 적용될 list에서 key를 기준으로 정렬을 수행하게 된다. 이때 key는 한 번만 계산하게 된다.

 

기본값은 None으로, python이 기본적으로 제공하는 비교 연산자('<') 순서대로 정렬을 수행한다.

 

다음은 key에 str.lower를 인자로 넘겨준 예시이다.

 

words = ['G', 'a', 'C', 'D', 'b', 'E', 'f']
 
words.sort()
print(words)
 
# ASCII 코드 순서대로 정렬을 수행한다.
# ['C', 'D', 'E', 'G', 'a', 'b', 'f']
 
words.sort(key = str.lower)
print(words)
 
# 모든 문자를 소문자로 바꾸고 정렬을 수행한다.
# ['a', 'b', 'C', 'D', 'E', 'f', 'G']

 

또는 key에 직접 함수를 생성하여 넣거나, 람다식을 활용하여 정렬을 수행할 수 있다. 만약, 여러 기준으로 정렬을 수행하고 싶다면, 람다식을 튜플로 묶거나 별도의 함수를 작성하여 여러 번 정렬을 수행할 수 있다.

 

다음은 key에 람다식을 넣어 활용한 예시이다.

 

tuples = [
    (1, 100, 49),
    (2, 97, 65),
    (3, 85, 30),
    (4, 62, 30)
]
 
tuples.sort(key = lambda x : x[1])
print(tuples)
 
# tuple의 두 번째 정수를 기준으로 정렬을 수행한다.
# [(4, 62, 30), (3, 85, 30), (2, 97, 65), (1, 100, 49)]
 
tuples.sort(key = lambda x : (x[2], x[1]))
print(tuples)
 
# tuple의 세 번째 정수를 기준으로 정렬을 수행하고,
# 만약 우선순위가 같은 항목이 있다면 두 번쨰 정수를 기준으로 정렬을 수행한다.
# [(4, 62, 30), (3, 85, 30), (1, 100, 49), (2, 97, 65)]

 

혹은, class에서의 attribute를 기준으로 정렬을 수행할 수 있다.

 

class Student:
    def __init__(self, name, grade, age):
        self.name = name
        self.grade = grade
        self.age = age
    def __repr__(self):
        return repr((self.name, self.grade, self.age))
 
students = [
    Student("alice", 1, 16),
    Student("bob", 3, 20),
    Student("cameron", 2, 25)
]
 
students.sort(key = lambda x: x.age)
print(students)
 
# Student 의 age에 따라 정렬 수행
# [('alice', 1, 16), ('bob', 3, 20), ('cameron', 2, 25)]

 

 

혹은, operator 모듈을 활용하면 더욱 쉽고 빠르게 정렬을 수행할 수 있다. 이때 함수 itemgetter(), attrgetter(), methodcaller()를 활용할 수 있다.

 

위에서 사용한 람다식 대신 key에 itemgetter, attrgetter를 활용하면 다음과 같이 작성할 수 있다.

 

import operator
 
class Student:
    def __init__(self, name, grade, age):
        self.name = name
        self.grade = grade
        self.age = age
    def __repr__(self):
        return repr((self.name, self.grade, self.age))
 
tuples = [
    (1, 100, 49), (2, 97, 65),
    (3, 85, 30), (4, 62, 30)
]
 
students = [
    Student("alice", 1, 16),
    Student("bob", 3, 20),
    Student("cameron", 2, 25)
]
 
# 위 함수와 아래 함수 모두 같은 역할을 수행하는 함수이다. 
 
#tuples.sort(key = lambda x : x[1])
tuples.sort(key = operator.itemgetter(1))
print(tuples)
 
#tuples.sort(key = lambda x : (x[2], x[1]))
tuples.sort(key = operator.itemgetter(2, 1))
print(tuples)
 
#students.sort(key = lambda x: x.age)
students.sort(key = operator.attrgetter('age'))
print(students)

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2) reverse = False

reverse에는 역순 정렬 여부에 관한 인자이다. 만약 False일 경우, 정렬이 오름차순으로 진행된다. 만약 True일 경우, 정렬이 내림차순으로 진행된다.

 

words = ['G', 'a', 'C', 'D', 'b', 'E', 'f']
words.sort(key = str.lower, reverse = True)
print(words)
 
# 역순 정렬이 수행횐다.
# ['G', 'f', 'E', 'D', 'C', 'b', 'a']

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2. sort()의 여러 특징

1.

python의 sort는 기본적으로 stable함을 보장한다. 이는, sort가 수행될 때 sort의 기준이 되는 항목 이외의 순서는 기존의 순서가 유지된다는 의미이다.

 

다음 예시에서, list안의 원소에서 정렬되는 기준 이외에는 본래 순서를 유지하는지 확인하여보자.

 

arr = [
    ('a', 1),
    ('b', 1),
    ('a', 2),
    ('b', 2),
    ('c', 3)
]
 
arr.sort(key = lambda x: x[0])
print(arr)
 
# 기준이 되는 첫번째 원소를 제외하고는 본래 순서 유지
# [('a', 1), ('a', 2), ('b', 1), ('b', 2), ('c', 3)]

 

이때, 두 원소 ('b', 1)과 ('b', 2)의 순서는 유지되고 있음을 확인할 수 있다.

 

2.

sort 메서드를 사용할 때, list 자체 내부에서의 객체에서 사용할 필요는 없다.

 

만약, 다음과 같이 정렬 기준이 dictionary 자료형에 저장되어 있다면, 이를 활용하여 기존 list를 정렬할 수 있다.

 

students = ['Alice', 'Bob', 'Cameron']
grades = {
    'Alice' : 'F',
    "Bob" : "A",
    "Cameron": "C"
}
 
students.sort(key = lambda x : grades[x])
# students.sort(key =grades.__getitem__) 도 가능하다.
print(students)

 

3. 

class 내에서 연산자 오버라이딩을 활용하면 정렬 수행 시 '<'의 우선순위를 정해줄 수 있다.

 

이 경우 별도의 key나 reverse에 인자를 전달할 필요가 없다.

 

class Student:
    def __init__(self, name, grade, age):
        self.name = name
        self.grade = grade
        self.age = age
    def __repr__(self):
        return repr((self.name, self.grade, self.age))
 
    def __lt__(self, other):
        return self.age < other.age
 
students = [
    Student("alice", 1, 16),
    Student("bob", 3, 20),
    Student("cameron", 2, 25)
]
 
students.sort()
print(students)
 
# 정렬 순서를 __lt__ ('<')를 오버라이딩하여 정해줌
# [('alice', 1, 16), ('bob', 3, 20), ('cameron', 2, 25)]

 

4.

python 내부에서는 sort의 방법으로 Timsort 알고리즘을 사용한다. (Tim Peters라는 사람이 알고리즘을 개발하였다.)

 

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