링크드 리스트(Linked List) - 1

링크드 리스트 구조

연결 리스트라고도 함

배열은 순차적으로 연결된 공간에 데이터를 나열하는 데이터 구조 (미리 그 길이를 정해둬야한다.)

링크드 리스트는 떨어진 곳에 존재하는 데이터를 화살표로 여결해서 관리하는 데이터 구조

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

# 기본 노드 만들기
class Node:
      def __init__(self, data):
          self.data = data  # 이전 노드와 연결 할 데이터 값
        self.next = None  # 다음 노드와 연결 할 주소 공간

if __name__ == "__main__":
      node1 = Node(1)  # 1이라는 데이터를 가진 노드 구성
        node2 = Node(2)  # 2라는 데이터를 가진 노드 구성
    head = node1  # 가장 앞에 있는 노드를 지정해준다.
    node1.next = node2  # node1 next에 node2를 연결 시켜준다

링크드 리스트의 장단점

장점

데이터 공간을 미리 할당하지 않아도 됨

이전 리스트를 작성할땐 데이터의 공간을 미리 할당해야한다는 점과 다르다는걸 알 수 있다.

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

링크드 리스트의 복잡한 기능

링크드 리스트 데이터 사이에 데이터를 추가

위 그림 처럼 새로운 노드를 추가 하는 과정에 대해 알아볼 수 있는데, 일단 한번 써가며 어떤식으로 구성될지 정리한다음에 코드를 보자.

# 링크드 리스트 데이터 사이에 데이터 추가
class Node:
    def __init__(self, data):
        self.data = data
        self.next = None


def add(data):
      """
      ex)
      node가 1, 2 이렇게 연결 되어있고
      data가 3으로 추가 된다고 가정하면
      아래 로직은 node가 head로 지정 되어있기때문에 처음부터 계속 돌면서 next가 비어있을때까지 확인하는 로직이다.
      """
    node = head  # 첫 node인 head부터 차례대로 시작한다는 걸 알림
    while node.next:  # node의 next값이 있을때 while문 반복
        node = node.next  # node를 
        # 만약 while문을 안돌고 바로 왔을땐 head의 next로 새로운 node를 생성해준다.
    # while문을 돌았을땐 계속 next를 확인하다가 현재 node의 next가 확인 안될때 새로운 node를 생성해준다.
    node.next = Node(data)  


if __name__ == "__main__":
    node1 = Node(1)  # 노드 데이터 1로 새로 만들기
    head = node1  # 가장 앞에 있는 노드 지정

    for index in range(2, 10):  # 2부터 9까지 반복
        add(index)

    node = head
    n = input().split()  # ex) add 1 10 으로 입력
    if n[1]:  # 입력 값 중에 n[1]은 현재 1로 나타내어지고 있으므로 조건 충족
        new_node = Node(int(n[2]))  # 새로운 노드를 생성 시켜주기 위해 n[2]에 있는 10을 새로운 노드로 생성한다.
        if node.data == int(n[1]):  # 입력 받은 n[1]=1이 기존 노드 중에 값이 있는지 확인
            node_next = node.next  # 선택된 노드의 next값을 node_next에 임시 저장해준다. (이유: 여기서 새로운 노드로 바로 지정해버린다면 현재 node.next로 연결되어있는 값에 대한 정보가 덮어씌워지기 때문에 찾을 수 없게 된다.)
            node.next = new_node  # 새로운 노드를 앞의 노드와 연결 시켜준다. node -> new_node
            new_node.next = node_next  # 새로운 노드의 next값을 위에서 저장해둔 node_next값으로 연결 시켜준다.
        else:  # 입력받은 값이 현재 전체 노드 데이터에 정보가 없다.
            print(f'현재 {n[1]}의 값에 대한 노드가 없습니다.')
    while node.next:  # 노드의 next 값이 있으면 while문 순회
        print(node.data)  # node의 데이터 값 확인
        node = node.next  # node 변수에 node.next를 할당 함으로써 다음 node에 대한 데이터를 확인 할 수 있다.
    print(node.data)

링크드 리스트 클래스 만들어보기

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


class LinkedList:
    def __init__(self, data):
        self.head = Node(data)  # 새로 만든 노드에 대해서 head로 지정

    def add(self, data):
        """노드 추가"""
        if self.head == '':  # head가 비어있을 수 도 있으니깐 init 메서드에 있는 내용과 동일하게 재 할당 (예외가 일어 날 수 있어서 코드 작성)
            self.head = Node(data)
        else:
            node = self.head
            while node.next:
                node = node.next
            node.next = Node(data)

    def desc(self):
        """링크드 리스트 순회 (출력)"""
        node = self.head
        while node:
            print(node.data)
            node = node.next


if __name__ == "__main__":
    linked_list = LinkedList(0)
    for i in range(1, 10):
        linked_list.add(i)
    linked_list.desc()