[Swift] 정렬 메서드 정복하기 (sort(), sorted())

안녕하세요 제인입니다 :)
이번 게시글에서는 Swift의 정렬 메서드에 대해 정리해보려고 합니다.

정렬 메서드에 대한 기본적인 내용 정리와 더불어 정렬 조건 설정, 다중 정렬 등 활용 방법까지 총정리를 해보고자 제목을 정복하기로 지어보았습니다 😀 정렬 메서드는 알고리즘 문제 풀이 시에도 많이 활용이 되는 만큼 확실히 정리를 해두고 기억해둡시다!!! 

정렬 메서드 네 가지 비교

먼저, 공식 문서를 통해 기본적인 내용부터 정리해보도록 하겠습니다.

정렬 메서드는 공식문서의 Array 부분에 나와있는데요, 공식 문서에 나와있는 네 가지 메서드를 한번 살펴봅시다.

(정렬 메서드는 Array에서만 사용가능한 메서드는 아니고, RandomAccessCollection 프로토콜을 준수하는 컬렉션 타입이라면 사용 가능합니다!)

두 가지 기준으로 두개씩 묶을 수 있을 것 같습니다.

 

1. 원본 시퀀스 변경여부

• 원본 시퀀스 자체를 정렬된 시퀀스로 변경: sort(), sort(by: )
• 원본 시퀀스는 그대로 두고 정렬된 새로운 시퀀스를 리턴: sorted(), sorted(by: )

sort()와 sort(by: ) 메서드는 원본 자체를 정렬된 시퀀스로 변경하기 하기 때문에 함수의 리턴 결과가 없습니다. 

이와 달리, sorted(), sorted(by: )는 원본은 그대로 두고 정렬 기준에 따라 정렬한 새로운 시퀀스를 함수의 결과 값으로 반환합니다.

 

예시로 간단한 코드를 작성해보았는데요, 두 메서드의 차이점이 한눈에 들어오네요!
sort() 메서드 사용 시 한가지 주의할 점은 mutable 컬렉션에 대해서만 sort()를 사용할 수 있다는 것입니다. (원본 컬렉션을 변경하는 메서드이니 당연함) 위와 같이 let으로 선언한 배열에 sort()를 사용해주니 에러를 뱉어내게 됩니다!

 

2. 정렬 기준 정의 방법

• Element가 Comparable 프로토콜 준수: sort(), sorted()
• (Element, Element) -> Bool 클로저로 전달: sort(by: ), sorted(by: )

이번엔 정렬 기준 정의 방법을 기준으로 비교해봅시다!

"Available when Element conforms to Comparable."

sort()와 sorted() 메서드는 요소가 Comparable 프로토콜을 준수하는 타입일 때 사용가능한 메서드인데요,

Comparable 프로토콜이란? 말 그대로 '비교가능한' 타입이라는 뜻입니다.

이를 준수하는 타입은 비교연산자(<, <=, >=, >)를 사용해 비교가 가능합니다.

 

(🔽 더 자세한 내용은 아래 공식문서 참고!)

Comparable | Apple Developer Documentation

오름차순으로 정렬된 결과

Comparable을 준수하는 비교가능한 요소들로 이루어진 컬렉션에 sort(), sorted() 메서드를 이용하면 컬렉션 요소들은 위와 같이 오름차순으로 정렬됩니다.(Int, String 모두 Comparable 준수 타입)

< 연산자가 적용된 오름차순 정렬이 default이고, 다른 정렬 기준을 적용해주고 싶다면 by 파라미터로 정렬 기준을 설정할 수 있습니다.

그냥 간단하게 오름차순 정렬을 원한다면 sort()나 sorted()를 사용해주면 된다는 것!

 

(Element, Element) -> Bool 클로저

오름차순 정렬 이외에 다른 정렬 기준을 설정하고 싶을 때, 사용할 수 있는 메서드가 sort(by:), sorted(by:) 두 가지 메서드 입니다.

by라는 파라미터를 이용해 정렬 기준을 설정해줄 수 있는데요, 이 파라미터로는 클로저가 전달됩니다!

클로저는 (Element, Element) -> Bool 이러한 형태로, 두 개의 인자를 가지고 Bool 타입의 값을 반환합니다.

이 반환 값은 첫 번째 인수가 두 번째 인수보다 먼저 정렬되어야 하는지 여부를 반환합니다.

즉, 첫 번째 인수가 두번째 인수보다 먼저 정렬되어야 하는 경우 true를, 반대의 경우 false를 리턴하게 되는 것입니다.

 

파라미터 이름 생략 후 후행 클로저로 표현

간단한 배열의 정렬 과정에서 클로저의 인자로 어떤 요소가 전달되는지, 어떤 값이 반환되는지 살펴봅시다!

클로저의 인자로 배열의 앞에서 부터 두 개 요소씩 전달이 되고 (index0, index1을 예상했는데 순서가 바뀌어서 index1, index0 이런식으로 전달되네요?) 설정한 조건에 따라 Bool 타입 요소가 반환되는 것을 확인할 수 있습니다.

a < b를 만족한다면 true, 아니라면 false가 리턴되고 있는데,

인덱스 번호가 큰 요소가 a에 전달되니 true인 경우 요소의 순서가 바뀌겠네요!

(세번째 비교에서 true 리턴 이후 네번째 비교에서 클로저 인자로 전달되는 값을 확인해보면 순서가 바뀌고 앞의 값인 2와 다시 한번 비교)

 

클로저 형태로 전달되는 정렬 기준이 적용되는 원리가 이해되시나요? 

메서드의 파라미터가 하나이기 때문에 위와 같이 파라미터 이름 생략 후 후행 클로저로도 표현이 가능하고, 클로저 경량 문법을 적용해 생략해서 아래와 같이 간단하게 표현도 당연히 가능합니다!!

 

클로저를 이용한 다양한 정렬 기준 설정 및 다중 정렬

사실 단순히 오름차순, 내림차순 보다 원하는 조건에 따라 정렬하고 싶을 때가 더 많죠?? (아님 말구)

클로저를 이용해 원하는 정렬 기준 설정하는 방법, 그리고 좀 더 복잡하게 여러 개 정렬 기준을 우선순위에 따라 적용하는 다중 정렬 방법에 대해서도 알아봅시다!

다양한 정렬 기준 설정해보기

1. 글자 수 기준 정렬

위에서 봤던 student 배열을 알파벳 순이 아닌, 글자 수를 기준으로 정렬해보면, 아래와 같이 이름의 길이가 짧은 학생이 앞에 오도록 정렬할 수 있습니다.

var students = ["Kofi", "Abena", "Peter", "Kweku", "Akosua"]
students.sort { $0.count < $1.count }

print(students) // ["Kofi", "Abena", "Peter", "Kweku", "Akosua"]

2. 예외가 있는 정렬 조건 설정

예외 케이스가 있는 정렬 조건을 설정해봅시다.

예외 케이스는 조건문을 이용해 처리해줄 수 있습니다.

arr = arr.sorted {
    if $0[0].lowercased() == $1[0].lowercased() { // head가 같다면(대소문자 차이 제외)
        if Int($0[1])! == Int($1[1])! { // number의 숫자도 같다면
            return false // 원래 입력에 주어진 순서 유지
        }
        return Int($0[1])! < Int($1[1])! // 넘버 순으로 정렬
    }
    return $0[0].lowercased() < $1[0].lowercased() // 디폴트 정렬 기준
}

위의 코드는 카카오 코딩테스트 기출 문제인 <[3차] 파일명 정렬> 문제(정렬 연습하기 좋은 문제!) 풀이에서 가져온 코드인데요,

기본 정렬 기준이 존재하지만 예외 케이스에 한해서만 특정 조건을 걸어주고 싶을 때 위와 같이 if문을 사용해서 조건을 설정을 해줄 수 있습니다! 위에서 true가 반환되는 경우 순서가 바뀌는 것을 확인했죠?? 반대로 특정 경우에만 원래 순서를 유지(= 정렬 조건 적용x)해주고 싶다면 false를 리턴해주도록 하면 됩니다!

다중 정렬

let cards = [["2", "D"], ["1", "C"], ["8", "A"], ["5", "B"], ["4", "A"]]
var sortedCards = cards.sorted {
    return $0[1] < $1[1] || $0[0] > $1[0]
}

// 1순위: 알파벳 순
// 2순위: 숫자 기준 내림차순
print(sortedCards) // [["8", "A"], ["4", "A"], ["5", "B"], ["1", "C"], ["2", "D"]]

여러 조건을 적용하는데, 조건에 우선순위를 두고 정렬해야 하는 경우에는 or 연산자(||)를 이용하면 됩니다!

2차원 이상의 배열에서 다중 정렬이 필요한 경우가 많을 것 같은데요, 위의 예제처럼 여러 개의 조건을 우선순위가 높은 순서대로 || 연산자를 사용해 나열해주면 됩니다.

 

위 예제 코드의 경우, index 0에는 숫자가, index 1에는 문자가 있는 카드가 여러개 담겨있는 2차원 배열인 cards를 정렬해주는 예제입니다. 정렬 조건은 알파벳 순으로 우선 정렬하고, 그 다음 순자 기준 내림차순(숫자가 큰 카드가 앞에 오도록)입니다.

프린트를 확인하면 알파벳 순으로 먼저 정렬되고, 알파벳이 같은 경우 내림차순 정렬이 적용되는 것을 확인할 수 있습니다.