06 연결리스트2 Linked List

목차

  1. 연결리스트 응용

      1-1. 다항식 계산

      1-2. 연결리스트 스택

      1-3. 연결리스트 큐

 

  1. 원형 연결리스트

      2-1. 원형 연결리스트란?

      2-2. 원형 연결리스트 구현

 

  1. 이중 연결리스트

      3-1. 이중 연결리스트란?

      3-2. 이중 연결리스트구현

 

1. 연결리스트 응용

 

1-1. 다항식 계산

2개의 다항식을 더하는 덧셈 연산을 구현한다. 헤더노드를 통해 head부분과 tail부분을 따로 관리해 다항식 연산을 좀 더 효율적으로 할 수 있다.

코드 링크: 다항식 계산

 

1-2. 연결리스트 스택

링크드리스트로 스택을 구현했다. top을 이용해 스택을 관리한다. heap영역이 허용하는한 스택노드를 계속해서 생성할 수 있고, 노드를 이용한다는 점만 빼면 행렬구조체를 이용한 스택과 거의 유사한 기능을 한다.

코드 링크: 연결리스트 스택

 

1-3. 연결리스트 큐

코드 링크: 연결리스트 큐

연결리스트 큐 설명보러가기: 큐 링크

 

 

2. 원형 연결리스트

2-1. 원형 연결리스트란?

원형 연결리스트란 마지막 노드의 링크가 첫 번째 노드를 가리키는 리스트이다. 링크를 따라가다보면 모든 노드를 거쳐서 자기자신으로 되돌아올 수 있다는 의미이다. 원형 연결리스트는 head가 핵심이라고 볼 수 있는데 아래의 설명을 보자.

  • head가 첫 번째 노드를 가리키는 경우

head가 만약 맨 앞을 가리킨다면? 두 가지 경우가 있다 insert_first()를 할 경우와 insert_last()를 할 경우이다. 아래 코드를 통해 살펴보자.

// insert_first()를 할 경우
temp->link = head;
head = temp
while문을 통해 꼬리노드를 찾아줘야함
// insert_last()를 할 경우
temp->link = head;
head = temp;
while문으로 꼬리 찾기

 

위와 같이 구성할 경우, 꼬리를 매번 찾아야하기 때문에 매우 비효율적이다.

 

  • head가 마지막 노드를 가리키는 경우
// insert_first()
temp->link = head->link; // temp의 link 맨 앞의 노드와 연결
head->link = temp; // 꼬리의 링크를 temp와 연결

 

단 2번의 연산으로 삽입이 가능하다. 반면 insert_last()는 어떨까?

// insert_last()
temp->link = head->link; // temp의 link 맨 앞의 노드와 연결
head->link = temp; // 꼬리의 링크를 temp와 연결
head = temp; // head를 마지막노드로 옮겨줌

 

단 3번의 연산으로 해결할 수 있다. 따라서 원형 연결리스트에서 head값은 꼬리노드를 가리키는 것이 좋다.

 

 

2-2. 원형 연결리스트 구현

위에서 설명했던 head의 위치에 유의하여 프로그램을 작성하면 된다. 삽입연산 또한 위에서 설명했던 것과 같이 수행하면 된다.

typedef int element; // 요소가 int형
// 노드
typedef struct ListNode {
    element data;
    struct ListNode *link;
} ListNode;

ListNode* insert_first(ListNode* head, element data){...}

ListNode* insert_last(ListNode* head, element data){...}

코드 링크: 원형 연결리스트



3. 이중 연결리스트

그동안 배웠던 연결리스트의 문제점은 선행노드를 찾기가 매우 어렵다는 단점이 있었다. 이 문제를 해결하기 위해 사용되는 리스트가 바로 이중 연결리스트이다.

3-1. 이중 연결리스트란?

이중 연결리스트란 하나의 노드가 선행 노드와 후속 노드에 대한 두 개의 링크를 모두 가지는 리스트를 뜻한다. 노드에 포인터가 하나 더 필요하므로 4byte(32비트 컴퓨터의 포인터 용량)의 공간이 더 필요하고, 코드가 복잡하다는 단점이 있다.

위의 그림처럼 p가 다음 노드를 가리킬 때, 아래와 같은 속성을 보이는 것이 이중 연결 리스트이다.

  • p = p->llink->rlink = p->rlink->llink

이중 연결리스트는 헤드노드가 따로 필요하다. 헤드노드란 데이터를 가지지 않고, 삽입과 삭제 코드를 간단하게 만들어주기 위한 노드이다. 리스트가 공백상태가 되면 아래와 같아진다.

 

3-2. 이중 연결리스트 구현

이중 연결리스트의 노드는 아래와 같다. 노드를 이용해 main에 head를 만들어 사용하면 된다.

typedef int element;
typedef struct DlistNode {
    element data;
    struct DlistNode *llink;
    struct DlistNode *rlink;
} DlistNode;

 

거의 대부분의 자료연산의 핵심이 삽입과 삭제 연산인 것과 마찬가지로 이중 연결리스트에서도 삽입과 삭제의 논리는 매우 중요하다. 특히 그 순서가 중요한데 아래의 코드를 살펴보자.

// 새로운 데이터를 노드 before의 오른쪽에 삽입한다.
void dinsert(DListNode *before, element data)
{
    DListNode *newnode = (DListNode *)malloc(sizeof(DListNode));
    strcpy(newnode->data, data);
    newnode->llink = before;        // (1)
    newnode->rlink = before->rlink; // (2)
    before->rlink->llink = newnode; // (3)
    before->rlink = newnode;        // (4)
}

위는 삽입함수이다. 번호가 매겨져있는 코드를 살펴보자. (1), (2)의 순서는 바뀌어도 코드에 영향을 미치지 않지만 (3)과 (4)의 순서가 바뀌면 before 다음부터의 리스트가 유실되므로 순서에 매우 유의해야 한다. 추가하자면, (2) 또한 (4)보다 앞에 나와야 한다.

 

// 노드 removed를 삭제한다.
void ddelete(DListNode* head, DListNode* removed)
{
    if (removed == head) return; // head는 삭제할 수 없다.
    removed->llink->rlink = removed->rlink; // (1)
    removed->rlink->llink = removed->llink; // (2)
    free(removed);
}

위의 코드는 삭제연산을 수행하는 함수이다. 삽입연산과는 다르게 삭제연산에서는 (1), (2)의 순서에 전혀 영향을 받지 않으므로 순서를 마음대로 바꿔도 된다.

 

코드 링크: 이중 연결리스트



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