[Java] 01. 여러가지 자료구조에 대해

01. 여러가지 자료구조에 대해 알아봅시다.

자료구조란 무엇인가? (Data Structure)

• 프로그램에서 사용할 많은 데이타를 메모리 상에서 관리하는 여러 구현방법들
• 효율적인 자료구조가 성능 좋은 알고리즘의 기반이 됨
• 자료의 효율적인 관리는 프로그램의 수행속도와 밀접한 관련이 있음
• 여러 자료 구조 중에서 구현하려는 프로그램에 맞는 최적의 자료구조를 활용해야 하므로 자료구조에 대한 이해가 중요함

자료구조에는 어떤 것들이 있나?

• 한 줄로 자료를 관리하기 (선형 자료구조)

배열 (Array) : 선형으로 자료를 관리, 정해진 크기의 메모리를 먼저 할당받아 사용하고, 자료의 물리적 위치와 논리적 위치가 같음

연결 리스트 (LinkedList) : 선형으로 자료를 관리, 자료가 추가될 때마다 메모리를 할당 받고, 자료는 링크로 연결됨. 자료의 물리적 위치와 논리적 위치가 다를 수 있음

 

리스트에 자료 추가하기

스택 (Stack) : 가장 나중에 입력 된 자료가 가장 먼저 출력되는 자료 구조 (Last In First OUt)

큐 (Queue) : 가장 먼저 입력 된 자료가 가장 먼저 출력되는 자료 구조 (First In First Out)

• 트리 (Tree) : 부모 노드와 자식 노드간의 연결로 이루어진 자료 구조

힙(heap) : Priority queue를 구현 (우선 큐)

Max heap : 부모 노드는 자식 노드보다 항상 크거나 같은 값을 갖는 경우

Min heap : 부모 노드는 자식 노드보다 항상 작거나 같은 값을 갖는 경우

heap정렬에 활용 할 수 있음

 

이진 트리 (binary tree) : 부모노드에 자식노드가 두 개 이하인 트리

 

 

이진 검색 트리 (binary search tree)

 

자료(key)의 중복을 허용하지 않음

왼쪽 자식 노드는 부모 노드보다 작은 값, 오른쪽 자식 노드는 부모 노드보다 큰 값을 가짐

자료를 검색에 걸리는 시간이 평균 log(n) 임

inorder traversal 탐색을 하게 되면 자료가 정렬되어 출력됨 

 

예) [23, 10, 28, 15, 7, 22, 56] 순으로 자료를 넣을때 BST

jdk 클래스 : TreeSet, TreeMap (Tree로 시작되는 클래스는 정렬을 지원 함)

• 그래프 (Graph) : 정점과 간선들의 유한 집합 G = (V,E)간선(edge) : 이 객체들을 연결 관계를 나타냄. 링크(link)그래프를 구현하는 방법 : 인접 행렬(adjacency matrix), 인접 리스트(adjacency list)그래프의 예)
• 그래프를 탐색하는 방법 : BFS(bread first search), DFS(depth first search)
• 간선은 방향성이 있는 경우와 없는 경우가 있음
• 정점(vertex) : 여러 특성을 가지는 객체, 노드(node)

해싱 (Hashing) : 자료를 검색하기 위한 자료 구조

검색을 위한 자료 구조

키(key)에 대한 자료를 검색하기 위한 사전(dictionary) 개념의 자료 구조

key는 유일하고 이에 대한 value를 쌍으로 저장

index = h(key) : 해시 함수가 key에 대한 인덱스를 반환해줌 해당 인덱스 위치에 자료를 저장하거나 검색하게 됨

해시 함수에 의해 인덱스 연산이 산술적으로 가능 O(1)

저장되는 메모리 구조를 해시테이블이라 함

jdk 클래스 : HashMap, Properties

 

 

해시테이블

 

체이닝