Linked List in python

대표적인 데이터 구조: 링크드 리스트 (Linked List)

1. 링크드 리스트 (Linked List) 구조

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

• 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

* 일반적인 링크드 리스트 형태

(출처: wikipedia, https://en.wikipedia.org/wiki/Linked_list)

2. 간단한 링크드 리스트 예

Node 구현

• 보통 파이썬에서 링크드 리스트 구현시, 파이썬 클래스를 활용함
  • 파이썬 객체지향 문법 이해 필요
  • 참고: https://www.fun-coding.org/PL&OOP1-3.html

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 공간이 필요하므로, 저장공간 효율이 높지 않음
  • 연결 정보를 찾는 시간이 필요하므로 접근 속도가 느림
  • 중간 데이터 삭제시, 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

(출처: wikipedia, https://en.wikipedia.org/wiki/Linked_list)

I

5. 파이썬 객체지향 프로그래밍으로 링크드 리스트 구현하기

 

6. 링크드 리스트의 복잡한 기능2 (특정 노드를 삭제)

• 다음 코드는 위의 코드에서 delete 메서드만 추가한 것이므로 해당 메서드만 확인하면 됨

 

 

연습2: 위 코드에서 노드 데이터가 특정 숫자인 노드를 찾는 함수를 만들고, 테스트해보기
테스트: 임의로 1 ~ 9까지 데이터를 링크드 리스트에 넣어보고, 데이터 값이 4인 노드의 데이터 값 출력해보기

In [ ]:

 

 

class Node: def __init__(self, data): self.data = data self.next = None​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: # 경우의 수1: self.head를 삭제해야할 경우 - self.head를 바꿔줘야 함 temp = self.head # self.head 객체를 삭제하기 위해, 임시로 temp에 담아서 객체를 삭제했음 self.head = self.head.next # 만약 self.head 객체를 삭제하면, 이 코드가 실행이 안되기 때문! del temp else: node = self.head while node.next: # 경우의 수2: self.head가 아닌 노드를 삭제해야할 경우 if node.next.data == data: temp = node.next node.next = node.next.next del temp pass else: node = node.next def search_node(self, data): node = self.head while node: if node.data == data: return node else: node = node.next

 

In [ ]:

 

 

# 테스트node_mgmt = NodeMgmt(0)for data in range(1, 10): node_mgmt.add(data)​node = node_mgmt.search_node(4)print (node.data)

 

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
    

    

    (출처: wikipedia, https://en.wikipedia.org/wiki/Linked_list)

 

연습3: 위 코드에서 노드 데이터가 특정 숫자인 노드 앞에 데이터를 추가하는 함수를 만들고, 테스트해보기
- 더블 링크드 리스트의 tail 에서부터 뒤로 이동하며, 특정 숫자인 노드를 찾는 방식으로 함수를 구현하기
- 테스트: 임의로 0 ~ 9까지 데이터를 링크드 리스트에 넣어보고, 데이터 값이 2인 노드 앞에 1.5 데이터 값을 가진 노드를 추가해보기

 

연습4: 위 코드에서 노드 데이터가 특정 숫자인 노드 뒤에 데이터를 추가하는 함수를 만들고, 테스트해보기
- 더블 링크드 리스트의 head 에서부터 다음으로 이동하며, 특정 숫자인 노드를 찾는 방식으로 함수를 구현하기
- 테스트: 임의로 0 ~ 9까지 데이터를 링크드 리스트에 넣어보고, 데이터 값이 1인 노드 다음에 1.7 데이터 값을 가진 노드를 추가해보기