패스트캠퍼스 챌린지 18일차

강의 날짜: 11/18/2021
시청 강의: 은근히 어려운 자료구조 : 링크드 리스트

LinkedList

정의

연결 리스트 (Linked List)로 각 노드가 데이터와 포인터를 가지고 한 줄로 연결되어있는 방식의 자료 구조.

1. 링크드 리스트는 인덱스가 존재하지 않기 때문에 검색 및 수정 시 첫 번째 노드부터 순차적으로 모든 노드를 탐색해야 한다 → 시간 복잡도 : O(1)
2. 특정 위치(index)로 삽입/삭제/탐색해야 하는 경우는 O(n) 이 걸린다. 따라서, 탐색을 자주해야 한다면 배열을 사용하고, 데이터의 추가/삭제가 많은 경우에 연결 리스트를 사용하는 것이 좋다.

singly linked list

연결 리스트는 단일 연결리스트, 이중 연결리스트, 원형 연결리스트가 있다.

단일 연결리스트 (Singly Linked List)

단일 연결리스트는 데이터의 요소를 선형적으로 연결한 것이다.

단일 연결 리스트: 하나의 노드에 한 개의 포인터와 데이터 값이 저장된다

1. 메모리와 디스크에 연속적으로 데이터를 할당해야 하는 배열과는 다르게, 전체 구조를 재할당하거나 재구성하지 않고도 특정 지점에 요소를 추가하거나 제거할 수 있어서 유리하다.
2. 포인터로 다음 연결 리스트를 지정한다. 즉, 배열보다 더 많은 메모리를 사용하게 된다.
3. 단일 연결 리스트는 특정 리스트 값을 확인하기 위해서 리스트 안의 항목을 순차적으로 순회해야 한다.

구현

기본 구조

class LinkedList {
    Node head; 
 
    class Node {
        int data;
        Node next;
 
        Node(int d) { data = d; } //next 는 null 로 초기화
    }
}

맨 앞에 노드 추가

// 맨 앞에 노드를 추가하는 코드 : 새로운 해드 생성
public void push(int new_data)
{
    Node new_node = new Node(new_data);
 
    new_node.next = head; //새 노드가 기존의 헤드를 가리키도록 해준다
 
    head = new_node;      //추가한 노드를 헤드로 지정한다
}

특정 노드 뒤에 새로운 노드 추가

//주어진 노드 뒤에 새 노드를 추가하는 구현이다
//이전 노드가 비어있으면 추가할 수 없다
public void insertAfter(Node prev_node, int new_data)
{
    if (prev_node == null) //비어있으면 추가 불가능
    {
        System.out.println("The given previous node cannot be null");
        return;
    }
 
    Node new_node = new Node(new_data);
 
    //ex: 1 _4(추가)_ 2 3 : 1이 2를 가리키고 있었다면, 4가 2를 가리키도록 해준다
    new_node.next = prev_node.next; //노드의 포인터가 이전노드가 가리키던 노드를 가리키게한다
 
        //ex: 1 _4(추가)_2 3 : 1은 기존에 2를 가리키고 있었지만, 4를 가리키도록 변경한다 
      prev_node.next = new_node;      //이전 노드의 포인터가 새 노드를 가리키게 한다
}

 

맨 뒤에 새로운 노드 추가

//맨 뒤에 추가
public void append(int new_data)
{
    Node new_node = new Node(new_data);
    Node last = head; //while 에서 쓰임 : 현재의 head를 지정
 
    if (head == null)  //리스트가 비어있다면 추가하려는 노드가 헤드가 된다
    {
        head = new Node(new_data);
        return;
    }
 
    new_node.next = null; //노드를 맨 마지막에 추가하려고 하기 때문에 포인터는 null을 가리키게 해준다
    //else 문 부분   
    while (last.next != null)  //헤드가 다음 노드를 가리킨다면
        last = last.next;      //last(처음에 head로 초기화)를 다음 노드로 설정->iterate 한다
 
    last.next = new_node; //마지막 노드가 새 노드를 가리키게 해준다
    return; //free the memory
}

노드 삭제

//주어진 key를 삭제
void deleteNode(int key)
    {
        Node temp = head, prev = null; //head 저장
 
        if (temp != null && temp.data == key) { //노드가 head고 head 다음값이 존재할때
            head = temp.next; // 헤드를 다음 값으로 교체한다
            return;
        }
 
        while (temp != null && temp.data != key) { //iterate
            prev = temp;
            temp = temp.next;
        }
 
        if (temp == null) //리스트에 주어진 key가 없다 -> escape
            return;
 
        // ex: 1 2 3(삭제) 4 : 2의 포인터를 3이 기존에 가리키던 4를 가리키게한다
        prev.next = temp.next; //이전 노드의 포인터가 삭제할 포인터의 다음값을 가리키게한다
    }

위 코드에서 삭제할 노드가 헤드일 경우 설명:

 if (temp != null && temp.data == key) { //노드가 head고 head 다음값이 존재할때
            head = temp.next; // 헤드를 다음 값으로 교체한다
            return;
        }

헤드가 아닌 부분 - while loop 구현 설명 :

 while (temp != null && temp.data != key) { //iterate
            prev = temp;
            temp = temp.next;
        }
 
        if (temp == null) //리스트에 주어진 key가 없다 -> escape
            return;
 
        // ex: 1 2 3(삭제) 4 : 2의 포인터를 3이 기존에 가리키던 4를 가리키게한다
        prev.next = temp.next;

source code reference: Geeks for Geeks - Linkedlist

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