파이썬 리스트 컴프리헨션 완벽 가이드: 고급 활용과 성능 최적화

리스트 컴프리헨션(List Comprehension)은 파이썬에서 간결하고 효율적인 리스트 생성 기법입니다. 기존 리스트를 변형하거나 특정 조건을 만족하는 요소를 필터링하는 데 유용하며, 일반적인 for 루프보다 가독성이 뛰어나고 실행 속도도 빠릅니다.

이번 글에서는 기본 개념부터 중첩 리스트 처리, 성능 비교, 그리고 실전 활용법까지 리스트 컴프리헨션의 모든 것을 깊이 있게 다뤄보겠습니다.

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1. 리스트 컴프리헨션이란?

1.1 리스트 컴프리헨션 개념

리스트 컴프리헨션(List Comprehension)이란, 반복문과 조건문을 한 줄의 표현식으로 결합하여 리스트를 생성하는 기법입니다. 기존 for 루프 방식보다 코드가 짧고 직관적이며, 실행 속도도 향상됩니다.

1.2 기본 문법

리스트 컴프리헨션의 기본 구조는 다음과 같습니다.

new_list = [expression for item in iterable if condition]

구성 요소:

• expression: 새 리스트의 각 요소를 변형하는 연산
• item: iterable(반복 가능한 객체)에서 가져온 요소
• iterable: 리스트, 튜플, 문자열, range() 등 반복 가능한 객체
• condition (선택 사항): 특정 조건을 만족하는 경우만 리스트에 포함

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2. 기본적인 리스트 컴프리헨션 예제

2.1 숫자 리스트 변형

아래 코드는 0부터 9까지의 숫자의 제곱값을 리스트로 생성하는 예제입니다.

squares = [x**2 for x in range(10)]
print(squares)

출력:

[0, 1, 4, 9, 16, 25, 36, 49, 64, 81]

💡 전통적인 for 루프 방식과 비교

squares = []
for x in range(10):
    squares.append(x**2)
print(squares)

리스트 컴프리헨션을 사용하면 더 간결하고 직관적인 코드를 작성할 수 있습니다.

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3. 조건을 추가한 리스트 컴프리헨션

3.1 특정 조건을 만족하는 값만 포함하기

리스트 컴프리헨션에서는 if 조건을 추가하여 특정 요소만 필터링할 수 있습니다.

✅ 짝수의 제곱값만 포함하는 리스트

even_squares = [x**2 for x in range(10) if x % 2 == 0]
print(even_squares)

출력:

[0, 4, 16, 36, 64]

if x % 2 == 0 조건을 추가하여 짝수인 경우에만 제곱값을 리스트에 포함하도록 합니다.

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4. 중첩된 리스트 컴프리헨션

4.1 다중 for 문 사용

리스트 컴프리헨션은 여러 개의 for 문을 중첩하여 사용할 수도 있습니다.

✅ 두 개의 리스트에서 모든 조합 생성

colors = ['red', 'green', 'blue']
sizes = ['S', 'M', 'L']

combinations = [color + size for color in colors for size in sizes]
print(combinations)

출력:

['redS', 'redM', 'redL', 'greenS', 'greenM', 'greenL', 'blueS', 'blueM', 'blueL']

💡 전통적인 for 루프 방식과 비교

combinations = []
for color in colors:
    for size in sizes:
        combinations.append(color + size)
print(combinations)

이처럼 리스트 컴프리헨션을 활용하면 코드를 훨씬 더 간결하게 작성할 수 있습니다.

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5. 다양한 리스트 컴프리헨션 활용법

5.1 문자열 변환

words = ["hello", "world", "python"]
uppercase_words = [word.upper() for word in words]
print(uppercase_words)

출력:

['HELLO', 'WORLD', 'PYTHON']

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5.2 리스트 내 특정 요소 필터링

numbers = [10, 25, 37, 40, 51]
filtered = [num for num in numbers if num > 30]
print(filtered)

출력:

[37, 40, 51]

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5.3 중첩 리스트(2차원 리스트) 펼치기

2차원 리스트를 1차원 리스트로 변환하는 방법입니다.

matrix = [[1, 2, 3], [4, 5, 6], [7, 8, 9]]
flatten = [num for row in matrix for num in row]
print(flatten)

출력:

[1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9]

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6. 리스트 컴프리헨션과 성능 비교

리스트 컴프리헨션은 일반적인 for 루프보다 빠른 실행 속도를 보이는 경우가 많습니다.

6.1 for 루프 vs 리스트 컴프리헨션 성능 비교

import time

# for 루프 실행 시간 측정
start = time.time()
squares = []
for x in range(10**6):
    squares.append(x**2)
end = time.time()
print("For 루프 실행 시간:", end - start)

# 리스트 컴프리헨션 실행 시간 측정
start = time.time()
squares = [x**2 for x in range(10**6)]
end = time.time()
print("리스트 컴프리헨션 실행 시간:", end - start)

리스트 컴프리헨션을 사용하면 내부적으로 최적화된 연산이 이루어지기 때문에 실행 속도가 빠릅니다.

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7. 결론: 리스트 컴프리헨션을 언제 사용할까?

✅ 코드를 간결하고 직관적으로 유지하고 싶을 때
✅ 반복문을 사용하여 새로운 리스트를 생성할 때
✅ 필터링(조건 추가) 및 변환 작업이 필요할 때
✅ 리스트의 모든 요소를 변형할 때 (map()과 유사한 기능)
✅ 성능이 중요한 경우 (for 루프보다 빠름)

하지만 너무 복잡한 리스트 컴프리헨션은 오히려 가독성을 해칠 수 있으므로 적절한 수준에서 활용하는 것이 중요합니다.

리스트 컴프리헨션을 활용하여 더 효율적이고 가독성이 뛰어난 파이썬 코드를 작성해보세요! 🚀