자료 구조
효율적인 프로그램을 작성하기 위해
자료를 기억장치의 공간내에서 저장하는 방법과 저장된 그룹 내에 존재하는 자료간의 관계, 처리 방법 등을
연구 분석한다.
자료 구조의 분류로는
위와 같은 형식으로 분류할 수 있다.
1. 배열
배열은 동일한 자료형의 데이터들이 같은 크기로 나열되어 순서를 가지고있는 집합이다.
- 정적인 자료 구조로 기억장소의 추가가 어렵고, 데이터 삭제 시 데이터가 저장된 기억장소는 빈공간으로
남아 메모리 낭비가 있다.
- 첨자를 이용하여 데이터에 접근하고, 반복적인 데이터 처리 작업에 적합한 구조이다.
- 데이터 마다 동일한 이름의 변수를 사용하여 처리가 간편하고, 사용한 첨자의 개수에 따라 n차원 배열이라한다.
2. 선형 리스트(Linear List)
일정한 순서에 의해 나열된 자료 구조이다.
- 선형 리스트는 배열을 이용하는 연속 리스트(Contiguous List)와 포인터를 이용하는 연결 리스트(Linked List)로 구분된다.
1. 연속 리스트(Contiguous List)
- 배열과 같이 연속되는 기억장소에 저장되는 자료 구조이다.
- 연속 리스트는 기억장소를 연속적으로 배정받기 때문에 기억장소 이용 효율은 밀도가 1로 가장 좋다.
- 중간에 데이터를 삽입하기 위해서는 연속된 빈 공간이 있어야 하며, 삽입-삭제 시 자료의 이동이 필요하다.
2. 연결 리스트(Linked List)
- 자료들을 반드시 연속적으로 배열시키지는 않고 임의의 기억공간에 기억시키되, 자료 항목의 순서에 따라
노드의 포인터 부분을 이용하여 서로 연결시킨 자료 구조이다.
- 노드의 삽입-삭제 작업이 용이하다.
- 기억 공간이 연속적으로 놓여 있지 않아도 저장할 수 있다.
- 연결을 위한 링크(포인터) 부분이 필요하기 떄문에 순차 리스트에 비해 기억 공간의 이용 효율이 좋지 않다.
- 연결을 위한 포인터를 찾는 시간이 필요하기 떄문에 접근 속도가 느리다.
- 중간 노드 연결이 끊어지면 그 다음 노드를 찾기 힘들다.
3. 스택(Stack)
리스트의 한쪽 끝으로만 자료의 삽입, 삭제 작업이 이루어지는 자료 구조이다.
- 가장 나중에 삽입된 자료가 가장 먼저 삭제되는 후입선출(LIFO)방식으로 자료를 처리한다.
- 함수 호출의 순서 제어, 입터럽트의 처리, 수식 계산 및 수식표기법, 컴파일러를 이용한 언어 번역,
부 프로그램 호출 시 복귀 주소 저장, 서브 루틴 호출 및 복귀 주소 저장
- 모든 기억 공간이 꽉 채워져 있는 상태에서 데이터가 삽입되면 오버플로가 발생하여, 더 이상 삭제할 데이터가
없는 상태에서 데이터를 삭제하면 언더플로가 발생한다.
TOP : 스택으로 할당된 기억 공간에 가장 마지막으로 삽입된 자료가 기억된 위치를 가리키는 요소이다.
Bottom : 스택의 가장 밑바닥이다.
자료의 삽입(Push)
4. 큐(Queue)
리스트의 한쪽에서는 삽입 작업이 이루어지고 다른 한쪽에서는 삭제 작업이 이루어지도록 구성한 자료 구조이다.
- 가장 먼저 삽입된 자료가 가장 먼저 삽입되는 선입선출(FIFO) 방식으로 처리
- 시작과 끝을 표시하는 두 개의 포인터가 있다.
- 프런트 포인터(Front.Pointer) 가장 먼저 삽입된 자료의 기억 공간을 가리키는 포인터로 삭제 작업을 할 때 사용
- 리어 포인터(Rear.Pointer) 가장 마지막에 삽입된 자료가 위치한 기억 공간을 가리키는 포인터로, 삽입 작업을 할 때 사용
5. 데크(Deque) Double Ended Queue
- 삽입과 삭제가 리스트의 양쪽 끝에서 모두 발생할 수 있는 자료 구조이다.
- Stack과 Queue의 장점만 따서 구성한 것이다.
- 입력이 한쪽에서만 발생하고 출력은 양쪽에서 일어날 수 있는 입력 제한과, 입력은 양쪽에서 일어나고
출력은 한 곳에서만 이루어지는 출력 제한이 있다.
6. 그래프
그래프는 G는 정점 V(vertex)와 간석 E(Edge)의 두 집합으로 이루어진다.
- 간선의 방향성 유무에 따라 방향 그래프와 무방향 그래프로 구분된다.
- 통신망(Network), 교통망, 이항관계, 연립방정식, 유기화학 구조식, 무향선분 해법 등에 응용된다.
- 트리(Tree)는 사이클이 없는 그래프이다.