[컴퓨터 기초] 자료구조 소개와 마무리

본 포스팅은 인프런의 넓고 얕게 외워서 컴공 전공자 되기를 참조하여 작성한 글입니다.

자료를 정리하는 이유

프로그래밍을 공부하다 보면 주위에서 이렇게들 이야기를 한다. 자료구조랑 알고리즘(문제 해결에 관한 공식)이 중요하다고 한다. 그러면 왜 자료를 정리할까? 자료를 잘 아는 것도 중요하지만 그것을 나중에 찾기 쉽게 정리라는 것이 필요하다.

효율이 좋은 사람은 '정리'를 잘한다. 그런데 이 정리를 할 때 어떤 규칙에 맞게 자료를 정리하는데 이 때, 일정규칙으로 자료를 나열하는 것이 자료구조이고 구조화된 자료에서 원하는 것을 빨리 찾아내는 방법이 알고리즘이다.

자료구조의 종류

자료구조에는 크게 2가지 종류로 구분할 수 있다.

• 선형구조 : 일렬로 줄을 세우는것으로 1차원 구조를 가진다. ex. 스택, 큐
• 비선형구조 : 2차원적 구조를 가지며 선형구조에 비해 매우 성능이 뛰어나다. 단, 선형구조에 비해 논리구조가 복잡하다. ex. 트리구조

비선형구조는 매우 성능이 뛰어남으로 우리가 흔히 데이터를 저장하는 DB가 전부 비선형구조를 취한다.

선형 자료구조 Stack과 Queue

Stack

스택은 1차원적인 선형자료구조이며, 입출력 지점이 1개뿐인 자료구조이다.

• Last In First Out 구조
• 처음 넣은 것은 맨 아래바닥에 깔린다.
• 넣는 것은 push, 빼는 것은 pop이다.
• 두 번째부터는 처음 넣은 것 위에 쌓인다.
• 바닥에 있는 것을 꺼내려 면 위에 쌓인 것들을 모두 치우는 수밖에 없다.
• '(정보) 뒤집기'나 '되돌아가기'에서 많이 사용한다.

Queue

큐는 1차원적인 선형자료구조이며, 입출력 지점이 2개인 자료구조이다.

• First In First Out 구조
• 버스를 타기 위해 줄을 서는 것과 같다.
• 은행에서도 비슷한 경험을 할 수 있다.
• 넣는 것은 enqueue, 빼는 것을 dequeue

큐는 동기화와 매우 많은 관련이 있다. 멀티태스킹이나 멀티쓰레딩 환경에서 동시다발적으로 연산하기 좋게 할 때 큐라는 자료구조를 쓴다.

비선형 자료구조 2진 트리

비선형구조가 왜 선형구조보다 뛰어날까? 우리는 자료구조를 배우는 이유가 정보를 빠르게 찾기 위해서라고 하였다. 예를 들어 원하는 수를 검색하는 경우를 보자. 선형구조는 일일이 다 확인해봐야 한다. 물론 운이 좋으면 바로 찾겠지만 나쁘면 다 뒤집어야 한다. 하지만 비선형구조는 어떤 기준점을 두고 크면 오른쪽 작으면 왼쪽으로 노드를 이동해서 찾아가는 방법으로 선형구조보다 훨씬 빠를 것으로 기대된다.

• 자료당 두 개의 위치정보 (링크)를 이용해 셋을 하나로 묶는다.
• 맨 꼭대기를 기준으로 왼쪽 에는 작은 숫자, 오른쪽에는 큰 숫자 카드가 있다고 가정한다.

마무리

개발자가 되고 싶고 프로그래밍 언어를 배움에 있어서 반드시 자료구조는 학습해야한다. 자료구조 공부할 때 비선형구조까지 공부를 해야 한다. 그리고 프로그래밍 언어로 직접 구현해 보는 게 좋다. 특히나 각각의 자료구조를 배우면서 본인만의 언어로 직접 구현을 해보면서 어떤 원리로 동작하는지 알아두면 나중에 개발자 커리어에 큰 도움이 되지 않을까?