제육's 휘발성 코딩
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1. 링크드 리스트

  • 연결 리스트라고도 한다.
  • 배열은 순차적으로 연결된 공간에 데이터를 나열하는 데이터 구조
  • 링크드 리스트는 떨어진 곳에 존재하는 데이터를 화살표로 연결해서 관리하는 데이터 구조
  • 본래 C언어에서는 주요한 데이터 구조지만, 파이썬은 리스트 타입이 링크드 리스트의 기능을 모두 지원

배열은 미리 공간을 확보해야하지만, Linked list는 필요할 때마다 노드를 생성할 수 있다.

1.1. 기본 구조

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

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<code />
class Node: def __init__(self, data, next =None): self.data = data self.next = next

하나의 노드에는 데이터, 포인터가 한 쌍으로 필요하다.

<code />
class Node: def __init__(self, data, next=None): self.data = data self.next = next def add(data): node = head while node.next: # 노드의 next가 없을 때 까지 node = node.next node.next = Node(data) node1 = Node(1) head = node1 for index in range(2, 10): add(index)

노드에 1을 생성한 후 이후, 이어서 2 ~ 9 까지 연결된 링크드 리스트 구현

<code />
node = head while node.next: print(node.data) node = node.next print(node.data) # 마지막 노드의 데이터

링크드 리스트 출력

2. 장단점

  • 장점
    • 미리 데이터 공간을 할당하지 않아도 된다.
    • 배열은 미리 할당해야 한다.
  • 단점
    • 연결을 위한 별도의 데이터 공간이 필요하므로 , 저장 공간 효율이 높지 않다.
    • 연결 정보를 찾는 시간이 필요하므로 접근 속도가 느리다.
    • 중간 데이터 삭제시, 앞 뒤 데이터 연결을 재구성 해야 한다.

3. 복잡한 기능1 (중간에 데이터 추가)

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<code />
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 # 중간 데이터 삽입을 위해 포인터를 변경 node3.next = node_next

중간에 데이터를 삽입하기 위해 node_next 새로운 변수를 생성하여 이전의 next 값을 넣어둔다.

<code />
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) # 새로 생성된 노드와 연결 def desc(self): node = self.head while node: print(node.data) node = node.next
<code />
linkedlist1 = NodeMgmt(0) linkedlist1.desc() for data in range(1, 10): linkedlist1.add(data)

0 이 들어가있는 상태에서 1~9까지 추가 데이터 삽입

4. 복잡한 기능2 (중간에 데이터 삭제)

  • head 삭제
  • 마지막 노드 삭제
  • 중간 노드 삭제 (앞의 주소가 다다음 주소를 가르키고 삭제 데이터의 next를 None으로 만든다.)
<code />
def delete(self, data): if self.head =='': # 노드가 없을 때 print('해당 값을 가진 노드가 없습니다') return if self.head.data == data: # 헤드를 삭제하는 경우 temp = self.head self.head = self.head.next del temp else: # 중간 또는 마지막인 경우 node = self.head while node.next: if node.next.data == data: # 삭제할 데이터라면 temp = node.next node.next = node.next.next del temp else: node = node.next

5. 다양한 링크드 리스트

  • 더블 링크드 리스트
    • 이중 연결 리스트라고도 한다.
    • 장점 : 양방향으로 연결되어 있어서 노드 탐색이 양쪽 모두 가능

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<code />
class Node: def __init__(self, data, prev=None, next=None): self.prev = prev self.data = data self.next = next class NodeMgmt: del __init__(self, data): self.head = Node(data) self.tail = self.head del insert(self, data): if self.head == None: # 헤드가 없을 때 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 del desc(self): node = self.head while node: print(node.data) node = node.next

더블 링크드 리스트 클래스 생성

<code />
double_linked_list = NodeMgmt(0) for data in range(1,10): double_linked_list.insert(data) double_linked_list.desc()

데이터 출력

5.1. 특정 노드 앞에 데이터를 추가

<code />
class Node: def __init__(self, data, prev=None, next=None): self.prev = prev self.data = data self.next = next class NodeMgmt: del __init__(self, data): self.head = Node(data) self.tail = self.head del insert(self, data): if self.head == None: # 헤드가 없을 때 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 del desc(self): node = self.head while node: print(node.data) node = node.next del search_from_head(self, data): if self.head == None: return False node = self.head while node: if node.data == data: return node else: node = node.next return False def search_from_tail(self, data): if self.head == None: return False node = self.tail while node: if node.data == data: return node else: node = node.prev return False def insert_before(self, data, before_data): if self.head == None: self.head = Node(data) return True else: node = self.tail while node.data != before_data: node = node.prev if node == None: return False new = Node(data) before_new = node.prev before_new.next = new new.prev = before_new new.next = node node.prev = new return True

특정 노드 검색을 위한 search_from_head, tail, insert_before 함수 추가

6. 특정 노드 뒤에 데이터 추가

<code />
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_before(self, data, before_data): if self.head == None: self.head = Node(data) return True else: node = self.tail while node.data != before_data: node = node.prev if node == None: return False new = Node(data) before_new = node.prev before_new.next = new new.next = node return True def insert_after(self, data, after_data): if self.head == None: self.head = Node(data) return True else: node = self.head while node.data != after_data: node = node.next if node == None: return False new = Node(data) after_new = node.next new.next = after_new new.prev = node node.next = new if new.next == None: self.tail = new return True def insert(self, data): if self.head == None: self.head = Node(data) 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
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@sasca37

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