[자료구조] 연결 리스트 : 코딩 그리고 시연

학습 목표

연결 리스트를 구현하고 사용할 수 있다.
연결 리스트와 배열의 장단점을 설명할 수 있다.

1. 코드

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>

//연결 리스트의 기본 단위가 되는 node 구조체를 정의합니다.
typedef struct node
{
    //node 안에서 정수형 값이 저장되는 변수를 name으로 지정합니다.
    int number; 

    //다음 node의 주소를 가리키는 포인터를  *next로 지정합니다.
    struct node *next;
}
node;

int main(void)
{
    // list라는 이름의 node 포인터를 정의합니다. 연결 리스트의 가장 첫 번째 node를 가리킬 것입니다. 
    // 이 포인터는 현재 아무 것도 가리키고 있지 않기 때문에 NULL 로 초기화합니다.
    node *list = NULL;

    // 새로운 node를 위해 메모리를 할당하고 포인터 *n으로 가리킵니다.
    node *n = malloc(sizeof(node));
    if (n == NULL)
    {
        return 1;
    }

    // n의 number 필드에 1의 값을 저장합니다. “n->number”는 “(*n).numer”와 동일한 의미입니다. 
    // 즉, n이 가리키는 node의 number 필드를 의미하는 것입니다. 
    // 간단하게 화살표 표시 ‘->’로 쓸 수 있습니다. n의 number의 값을 1로 저장합니다.
    n->number = 1;

    // n 다음에 정의된 node가 없으므로 NULL로 초기화합니다.
    n->next = NULL;

    // 이제 첫번째 node를 정의했기 떄문에 list 포인터를 n 포인터로 바꿔 줍니다.
    list = n;

    // 이제 list에 다른 node를 더 연결하기 위해 n에 새로운 메모리를 다시 할당합니다.
    n = malloc(sizeof(node));
    if (n == NULL)
    {
        return 1;
    }

    // n의 number와 next의 값을 각각 저장합니다.
    n->number = 2;
    n->next = NULL;

    // list가 가리키는 것은 첫 번째 node입니다. 
    //이 node의 다음 node를 n 포인터로 지정합니다.
    list->next = n;

    // 다시 한 번 n 포인터에 새로운 메모리를 할당하고 number과 next의 값을 저장합니다.
    n = malloc(sizeof(node));
    if (n == NULL)
    {
        return 1;
    }

    n->number = 3;
    n->next = NULL;

    // 현재 list는 첫번째 node를 가리키고, 이는 두번째 node와 연결되어 있습니다. 
    // 따라서 세 번째 node를 더 연결하기 위해 첫 번째 node (list)의 
    // 다음 node(list->next)의 다음 node(list->next->next)를 n 포인터로 지정합니다.
    list->next->next = n;

    // 이제 list에 연결된 node를 처음부터 방문하면서 각 number 값을 출력합니다. 
    // 마지막 node의 next에는 NULL이 저장되어 있을 것이기 때문에 이 것이 for 루프의 종료 조건이 됩니다.
    for (node *tmp = list; tmp != NULL; tmp = tmp->next)
    {
        printf("%i\n", tmp->number);
    }

    // 메모리를 해제해주기 위해 list에 연결된 node들을 처음부터 방문하면서 free 해줍니다.
    while (list != NULL)
    {
        node *tmp = list->next;
        free(list);
        list = tmp;
    }
}

• 반드시 그림으로 그려가면서 이해할 것.
• 학생들이 시연했던 장면을 꼭 기억하면서 이해할 것.(포인터가 중요)
  
  

2. 연결 리스트와 배열

연결 리스트는 새로운 값을 추가할 때 다시 메모리를 할당하지 않아도 된다.
하지만 이런 유동적인 구조는 그 대가가 따르는데...구조가 정적인 배열과 달리 연결 리스트에서는 임의 접근이 불가능하다.

 

연결 리스트에 값을 추가하거나 검색하는 경우를 생각해보자.
연결 리스트에 값을 추가하기 위해서는 해당하는 위치까지 연결 리스트의 각 node들을 따라 이동해야 했다.

 

연결 리스트의 크기가 n일 때 실행 시간은 O(n)이 된다.
배열의 경우에는 임의 접근이 가능하기 때문에 (물론 정렬 되어있다는 가정하에) 이진 검색을 이용하면 O(log n)의 실행 시간이 소요되는데 이에 비하면 다소 불리하다.

 

여러 데이터 구조에는 각각 장단점이 존재하므로, 프로그래밍을 할 때 목적에 맞는 가장 효율적인 데이터 구조가 무엇인지 고민하고 생각하면서 사용하는 것이 중요하다.