[Data Structure] 링크드 리스트 (Linked List)

링크드 리스트 (Linked List) ?

• 연결 리스트
• 배열은 순차적으로 연결된 공간에 데이터를 나열하는 데이터 구조
• 떨어진 곳에 존재하는 데이터를 화살표로 연결해서 관리하는 데이터 구조
• C에서는 주요한 데이터 구조지만, Python은 리스트 타입이 링크드 리스트의 기능을 모두 지원
• 기본 구조
  • 노드(Node) : 데이터 저장 단위(데이터값, 포인터)로 구성
  • 포인터(Pointer) : 각 노드 안에서, 다음이나 이전의 연결 정보를 가지고 있는 공간
• 장점 (C언어 입장에서)
  • 미리 데이터 공간을 미리 할당하지 않아도 됨 (배열은 할당 필요)
• 단점 (C언어 입장에서)
  • 연결을 위한 별도 데이터 공간이 필요하므로, 저장공간 효율이 높지 않음
  • 연결 정보를 찾는 시간이 필요하므로 접근 속도가 느림
  • 중간 데이터 삭제 시, 데이터의 연결을 재구성해야하는 부가적인 작업 필요

 

node : 하나의 데이터
data	pointer : 다음 데이터 주소

 

class Node:
	def __init__(self, data):
    	self.data = data
        self.next = None
        
        
# 위 코드 다르게 표현
class Node:
	def __init__(self, data, next=None):
    	self.data = data
        self.next = next
        
# Node와 Node 연결 (포인터 활용)
node1 = Node(1)
node2 = Node(2)
node1.next = node(2)
head = node1

# 링크드 리스트로 데이터 추가
def add(data):
	node = head
    while node.next:         #마지막 위치 찾는 과정
    	node = node.next
    node.next = Node(data)   #node.next = None 인 곳에, data 추가

 

 

링크드 리스트 데이터 사이에, 데이터 추가

# node : 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9

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

# => new node : 1, 1.5, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9

 

 

Python 객체지향 프로그래밍으로 Linked List 구현

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
            
    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
    
    
    
    linkedlist1 = NodeMgmt(0)
    linkedlist1.desc()         #0
    linkedlist1.head           #<__main__.Node at 0x1099fc6a0>
    linkedlist1.delete(0)      # -> 출력결과가 없다는 것은 head가 삭제됨을 의미
    
    linkedlist1 = NodeMgmt(0)
    linkedlist1 = NodeMgmt(1)
    linkedlist1.delete(0)  
    linkedlist1.desc()         #1

 

 

더블 링크드 리스트

• 이중 연결 리스트
• 양방향으로 연결되어 있어서, 노드 탐색이 양쪽으로 모두 가능 -> 항상 앞에서 부터 검색해야하는 기존 단점 극복

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