[자료구조] 링크드 리스트

04. 링크드 리스트(Linked List)

1. 링크드 리스트 구조

- 연결 리스트라고도 함

- 배열은 순차적으로 연결된 공간에 데이터를 나열하는 데이터 구조

- 링크드 리스트는 떨어진 곳에 존재하는 데이터를 화살표로 연결해서 관리하는 데이터 구조

- 본래 C 언어에서는 주요한 데이터 구조이지만, 파이썬은 리스트 타입이 링크드 리스트의 기능을 모두 지원한다.

 

2. 링크드 리스트 기본 구조와 용어

- 노드(Node) : 데이터 저장 단위(데이터값, 포인터)로 구성

- 포인터(pointer) : 각 노드 안에서, 다음이나 이전의 노드와의 연결 정보를 가지고 있는 공간

(null 인 경우 마지막 데이터라는 뜻임.)

 

class Node:
    def __init__(self, data):
        self.data = data
        self.next = None
        
 
class Node:
    def __init__(self, data, next=None):
        self.data = data
        self.next = next
        
        
               
node1 = Node(1)
node2 = Node(2)
node1.next = node2
head = node1


class Node:
    def __init__(self, data, next=None):
        self.data = data
        self.next = next

def add(data):
    node = head
    while node.next:
        node = node.next
    node.next = Node(data) 
    
    
node1 = Node(1)
head = node1
for index in range(2, 10):
    add(index)
    

node = head
while node.next:
    print(node.data)
    node = node.next
print (node.data)

 

 

3. 링크드 리스트의 장단점 (전통적인 C언어에서의 배열과 링크드 리스트)

장점

- 미리 데이터 공간을 미리 할당하지 않아도 됨.

     - 배열은 미리 데이터 공간을 할당 해야 함

 

단점

- 연결을 위한 별도 데이터 공간(다음 주소값)이 필요하므로, 저장공간 효율이 높지 않음.

- 연결 정보를 찾는 시간이 필요하므로 접근 속도가 느림

- 중간 데이터 삭제 시, 앞뒤 데이터의 연결을 재구성해야 하는 부가적인 작업 필요

 

 

4. 링크드 리스트의 복잡한 기능1 (링크드 리스트 데이터 사이에 데이터를 추가)

- 링크드 리스트는 유지 관리에 부가적인 구현이 필요함

node3 = Node(1.5)

node = head
search = True
while search:
    if node.data == 1:
        search = False
    else:
        node = node.next

node_next = node.next
node.next = node3
node3.next = node_next

 

 

5. 파이썬 객체지향 프로그래밍으로 링크드 리스트 구현하기

class Node:
    def __init__(self, data, next=None):
        self.data = data
        self.next = next
    
class NodeMgmt:
    def __init__(self, data):
        self.head = Node(data)
        
    def add(self, data):
        if self.head == '':
            self.head = Node(data)
        else:
            node = self.head
            while node.next:
                node = node.next
            node.next = Node(data)
        
    def desc(self):
        node = self.head
        while node:
            print (node.data)
            node = node.next

 

 

6. 링크드 리스트의 복잡한 기능2 (특정 노드를 삭제)

def delete(self, data):
        if self.head == '':
            print ("해당 값을 가진 노드가 없습니다.")
            return
        
        if self.head.data == data:
            temp = self.head
            self.head = self.head.next
            del temp
        else:
            node = self.head
            while node.next:
                if node.next.data == data:
                    temp = node.next
                    node.next = node.next.next
                    del temp
                    return
                else:
                    node = node.next

 

 

 

7. 다양한 링크드 리스트 구조

* 더블 링크드 리스트(Doubly linked list) 기본 구조

     - 이중 연결 리스트라고도 함

     - 장점: 양방향으로 연결되어 있어서 노드 탐색이 양쪽으로 모두 가능

class Node:
    def __init__(self, data, prev=None, next=None):
        self.prev = prev
        self.data = data
        self.next = next

class NodeMgmt:
    def __init__(self, data):
        self.head = Node(data)
        self.tail = self.head

    def insert(self, data):
        if self.head == None:
            self.head = Node(data)
            self.tail = self.head
        else:
            node = self.head
            while node.next:
                node = node.next
            new = Node(data)
            node.next = new
            new.prev = node
            self.tail = new

    def desc(self):
        node = self.head
        while node:
            print (node.data)
            node = node.next