[자료구조] 03. 연결 리스트 (Linked List) - python

in Computer-Science

연결 리스트 (Linked List)의 정의와 특징에 대하여 알아보고 직접 python으로 구현해 본다.

03. 연결 리스트 (Linked List) - python으로 구현하기

1. 정의

연결 리스트는 각각 존재하는 데이터(Node)에 다른 데이터(Node)를 화살표를 연결(pointer)하여 관리하는 구조이다.

  • 노드(Node): 데이터 저장 단위 (데이터값, 포인터) 로 구성
  • 포인터(pointer): 각 노드 안에서, 다음이나 이전의 노드와의 연결 정보를 가지고 있는 공간

2. 특징

장점

  • 미리 데이터 공간을 할당하지 않아도 됨.

단점

  • 데이터 저장 공간 외에도 연결을 위한 주소값 저장 공간이 추가적으로 필요함
  • 연결 정보를 찾는 시간이 추가적으로 필요하기때문에 접근 속도가 느림
  • 중간 데이터 추가 혹은 삭제시, 앞뒤 데이터의 연결을 재구성해야 함.

3. 종류

1.연결 리스트(Linked List)

  • 데이터(Node)에 다른 데이터(Node)를 화살표를 연결(pointer)하여 관리하는 구조를 가진 일반적인 형태

2.이중 연결 리스트(Doubly Linked List)

  • 양방향으로 연결되어 있어 노드 탐색이 양쪽으로 모두 가능함

3.원형 연결 리스트(Circular Linked List)

  • 일반적인 연결 리스트의 첫번째 노드와 마지막 노드를 연결시켜 원형으로 만든 구조

4.이중 원형 연결 리스트(Doubly Circular Linked List)

  • 이중 연결 리스트의 첫번째 노드와 마지막 노드를 연결시켜 원형으로 만든 구조

4. 코드 구현

  • 연결 리스트(Linked List)

class Node:
    def __init__(self, data, post=None):
        self.post = post # 다음 node의 주소값
        self.data = data # node의 data
        
class Linked_list:
    def __init__(self, data):
        self.head = Node(data)
        
    def add(self, data):
        node = self.head
        while node.post:
            node = node.post
        node.post = Node(data)
    
    def pop(self):
        node = self.head
        while node.post.post:
            node = node.post
        node.post = None
    
    def desc(self):
        node = self.head
        while node:
            print(node.data)
            node = node.post
            
    # 앞에서부터 검색하기
    def search(self, data):
        node = self.head
        while node.data != data:
            if node.post == None:           
                return print('찾는 값이 없습니다.')
            node = node.post
        print(node.data, '을 찾았습니다.')
  • test
htm = Linked_list('data1')
htm.desc()

data1

htm.add('data2')
htm.add('data3')
htm.add('data4')
htm.add('data5')
htm.desc()

data1
data2
data3
data4
data5

htm.pop()
htm.desc()

data1
data2
data3
data4

htm.search('data1')
htm.search('data15')

data1 을 찾았습니다.
찾는 값이 없습니다.
  • 이중 연결 리스트(Doubly Linked List)

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

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

    def add(self, data):
        node = self.tail
        node.post = Node(data, node, None)
        self.tail = node.post
    
    # 이중 연결 리스트를 활용하여 알고리즘 단축시키기
    def pop(self):
        node = self.tail
        node = node.prev
        node.post = None
        self.tail = node

    def desc(self):
        node = self.head
        while node:
            print (node.data)
            node = node.post
            
    # 앞에서부터 검색하기
    def search(self, data):
        node = self.head
        while node.data != data:
            if node.post == None:           
                return print('찾는 값이 없습니다.')
            node = node.post
        print(node.data, '을 찾았습니다.')
        
    # 이중 연결 리스트를 활용하여 뒤에서부터 검색하기
    def search_tail(self, data):
        node = self.tail
        while node.data != data:
            if node.prev == None:
                return print('찾는 값이 없습니다.')
            node = node.prev
        print(node.data, '을 찾았습니다.')
  • test
htm1 = DLinked_list('data1')
htm1.desc()

data1

htm1.add('data2')
htm1.add('data3')
htm1.add('data4')
htm1.add('data5')
htm1.desc()

data1
data2
data3
data4
data5

htm1.pop()
htm1.desc()

data1
data2
data3
data4

htm1.search_tail('data1')
htm1.search_tail('data15')

data1 을 찾았습니다.
찾는 값이 없습니다.

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