4강 / 20강

튜플과 집합 — 못 바꾸는 묶음, 중복 없는 주머니

리스트 말고 다른 그릇이 필요한 순간

리스트 하나로 다 될 것 같은데, 파이썬은 왜 튜플과 집합을 따로 두었을까요?

부엌을 떠올려 보세요. 냄비 하나로 국도 끓이고 라면도 끓일 수 있지만, 프라이팬이 있으면 훨씬 나은 일이 있습니다. 자료구조도 똑같아요. 문제에 맞는 그릇을 고르면 코드가 짧아지고, 빨라지고, 실수가 줄어듭니다.

그릇	모양	순서	바꿀 수 있나	중복
리스트	`[1, 2, 3]`	있음	✅ 예	허용
튜플	`(1, 2, 3)`	있음	❌ 아니오	허용
집합	`{1, 2, 3}`	없음	✅ 예	❌ 자동 제거

고등학생리스트 말고 다른 그릇이 필요한 순간

리스트가 있는데 왜 다른 게 필요할까요?

담는 것은 같아도 보장하는 것이 다르다

그릇	순서	변경	중복
리스트	있다	된다	허용
튜플	있다	안 된다	허용
집합	없다	된다	불가

제한이 단점이 아니라 보장이 되는 순간이 있다

비유 — 상자와 봉인된 상자

상자	쓰임
여닫는 상자	자주 꺼내고 넣는 물건
봉인된 상자	안 바뀌었다는 것을 보장해야 할 때

봉인이 불편해 보이지만 "아무도 안 건드렸다" 는 증거가 됩니다.

튜플은 봉인된 상자다

집합은 무엇이 다른가

집합은 "들어 있나?" 만 답합니다.

물음	집합
"3이 있나?"	즉시 답한다
"세 번째 값은?"	대답 못 한다 — 순서가 없다

할 수 있는 일을 줄인 대신 그 일을 아주 빨리 한다

일부러 오류를 냅니다. TypeError 메시지를 읽어 보세요.

Python 브라우저에서 실행

# 튜플 — 소괄호. 한번 만들면 못 바꿉니다
좌표 = (37.5, 127.0)
print(좌표, 좌표[0])

# 바꾸려고 하면 거절당합니다
좌표[0] = 99

고등학생못 바꾸는 게 왜 장점일까요

note 의 이 물음이 깊은 주제를 건드립니다.

바꿀 수 없으면 믿을 수 있다

세 가지 장점

장점	설명
실수 방지	실수로 바꾸면 즉시 오류
열쇠로 쓸 수 있다	딕셔너리 키 · 집합 원소
안심하고 넘긴다	함수가 못 바꾼다

가장 큰 것은 두 번째 — 5강과 13강에서 이유를 안다

왜 못 바꿔야 열쇠가 되나

미리 살짝 말하면 — 13강의 해시 때문입니다.

열쇠를 번호로 바꿔서 저장하는데, 열쇠가 바뀌면 번호도 바뀝니다.

일어나는 일	결과
[1,2] 를 열쇠로 저장	3번 칸에 넣었다
[1,2,3] 으로 바꿈	번호가 7번이 된다
다시 찾으면	7번을 보는데 3번에 있다 ⚠

넣어 둔 것을 영영 못 찾는다 — 그래서 금지한다

비유 — 사물함 열쇠

열쇠 모양이 바뀌는 열쇠가 있다면?

넣을 때는 맞았는데 꺼낼 때 안 맞습니다. 그러면 열쇠로 쓸 수가 없죠.

열쇠는 변하지 않아야 열쇠다

언제 튜플을 쓰나

상황	예
좌표	(x, y) — 짝이 정해져 있다
여러 값 반환	`return 이름, 나이`
설정값	바뀌면 안 되는 것
딕셔너리 열쇠	(행, 열) 로 격자 표현

18강 미로에서 (행, 열) 튜플이 그대로 쓰인다

함수가 값을 두 개 돌려줄 수 있는 이유가 바로 튜플입니다.

Python 브라우저에서 실행

# 튜플은 여러 값을 한 번에 주고받을 때 편합니다
def 최고최저(점수들):
    return max(점수들), min(점수들)     # 사실은 튜플을 돌려주는 것

높음, 낮음 = 최고최저([95, 88, 76, 100, 64])   # 한 번에 풀어 받기
print("최고", 높음, "/ 최저", 낮음)

# 값 두 개 맞바꾸기 — 튜플 덕분에 한 줄이면 됩니다
ㄱ, ㄴ = 1, 2
ㄱ, ㄴ = ㄴ, ㄱ
print(ㄱ, ㄴ)

집합 — 같은 것을 두 번 넣을 수 없는 주머니

동아리 지원자 명단을 받았는데 같은 사람이 세 번 적혀 있다면? 리스트로는 일일이 비교해야 하지만, 집합에 넣으면 저절로 하나만 남습니다.

중복 제거는 집합의 특기입니다.

Python 브라우저에서 실행

지원자 = ["민준", "서연", "민준", "지호", "서연", "민준"]

# 리스트로 중복 제거 — 손이 많이 갑니다
결과 = []
for 이름 in 지원자:
    if 이름 not in 결과:
        결과.append(이름)
print("리스트로:", 결과)

# 집합으로 — 한 줄
print("집합으로:", set(지원자))
print("몇 명?", len(set(지원자)))

집합 연산 — 수학 시간의 벤 다이어그램 그대로입니다.

Python 브라우저에서 실행

반1 = {"민준", "서연", "지호"}
반2 = {"서연", "하윤", "지호"}

print("양쪽 다 있는 사람 (교집합):", 반1 & 반2)
print("한쪽에라도 있는 사람 (합집합):", 반1 | 반2)
print("1반에만 있는 사람 (차집합):", 반1 - 반2)
print("한쪽에만 있는 사람 (대칭차):", 반1 ^ 반2)

print()
print("민준이 1반?", "민준" in 반1)
# (1강에서 배웠죠 — 이름은 숫자로 시작할 수 없어서 `반1` 로 씁니다)

🎮 "안에 있나?" 속도 대결

집합의 진짜 무기는 중복 제거가 아니라 속도입니다. x in 리스트 는 처음부터 하나씩 비교하지만, x in 집합 은 개수와 상관없이 즉시 답합니다. 아래에서 직접 재 보세요. 원리는 13강 해시 테이블에서 밝혀집니다.

고등학생집합이 그렇게 빠른 이유 (예고)

집합에서 "들어 있나?" 를 물으면 자료가 100만 개여도 즉시 답합니다.

리스트는 100만 번 비교, 집합은 사실상 한 번

숫자로 보면

개수	리스트에서 찾기	집합에서
1,000	0.00002초	0.00000005초
1,000,000	0.02초	0.00000005초

리스트는 비례해서 느려지고 집합은 그대로

실전에서 이렇게 나타납니다

# 느린 코드
본것 = []
for x in 자료:
    if x not in 본것:      # ⚠ 매번 전부 훑는다
        본것.append(x)

# 빠른 코드
본것 = set()
for x in 자료:
    if x not in 본것:      # ✔ 즉시
        본것.add(x)

자료 10만 개	시간
리스트로	수십 초
집합으로	0.02초

한 글자 차이로 1000배 — 자료구조 선택의 힘

어떻게 이게 가능한가

13강에서 자세히 배웁니다. 짧게 말하면 —

값 자체를 계산해서 위치를 정한다 — 찾지 않고 계산한다

비유 — 도서관 청구기호

책을 다 뒤지지 않습니다. 제목에서 번호를 계산해서 그 서가로 바로 갑니다.

"찾기" 를 "계산" 으로 바꾼 것 — 그게 해시의 발상

고등학생집합에는 순서가 없습니다

note 의 경고를 왜 그런지와 함께.

집합은 값을 계산한 위치에 넣는다 — 넣은 순서가 아니라

그래서 이렇게 됩니다

s = {3, 1, 2}
print(s)          # {1, 2, 3} — 넣은 순서가 아니다
print(s[0])       # 오류! 번호로 못 꺼낸다

할 수 있는 것	할 수 없는 것
"들어 있나?"	"몇 번째?"
넣기 · 빼기	정렬된 순서 유지
합집합 · 교집합	인덱싱

순서를 포기한 대가로 속도를 얻었다

비유 — 서랍과 주머니

	서랍 (리스트)	주머니 (집합)
"세 번째 칸"	있다	없다
"열쇠 있어?"	뒤져 본다	손 넣으면 안다
같은 것 두 개	둘 다 들어간다	하나만

주머니에 "세 번째" 는 뜻이 없다

집합이 잘하는 일 — 모음 연산

연산	파이썬	뜻
합집합	`a \| b`	둘 중 하나라도
교집합	`a & b`	둘 다
차집합	`a - b`	a 에만

수학 시간의 벤 다이어그램이 그대로 코드가 된다

"두 반에 모두 있는 학생" 은 반복문 두 겹이 아니라 a & b 한 줄이에요.

맞는 그릇을 고르면 코드가 짧아지고 빨라진다

20만 개에서 하나 찾기. 직접 재 봅니다.

Python 브라우저에서 실행

import time

큰리스트 = list(range(200000))
큰집합   = set(큰리스트)
찾을값   = 199999          # 일부러 맨 끝에 있는 값

시작 = time.time()
찾을값 in 큰리스트
리스트시간 = time.time() - 시작

시작 = time.time()
찾을값 in 큰집합
집합시간 = time.time() - 시작

print(f"리스트: {리스트시간*1000:.3f} ms")
print(f"집합  : {집합시간*1000:.3f} ms")
if 집합시간 > 0:
    print(f"집합이 약 {리스트시간/집합시간:.0f}배 빠릅니다")

🤔 확인 문제

절대 바뀌면 안 되는 값 (예: 학교의 위도·경도)을 담기에 가장 알맞은 것은?

🤔 확인 문제

set([3, 1, 3, 2, 1]) 의 원소 개수는?

해설 집합은 중복을 자동으로 없앱니다 → {1, 2, 3} 으로 3개. 순서는 보장되지 않습니다.

🤔 확인 문제

100만 개 중에 특정 값이 있는지 수없이 반복해서 확인해야 합니다. 무엇을 쓸까요?

해설 in 검사는 집합이 압도적입니다. 리스트는 최악의 경우 100만 번 비교하지만 집합은 한 번에 위치를 계산해 냅니다 (13강 해시 테이블).