1. 링크드 리스트 (Linked List)란?

링크드 리스트의 구조

연결 리스트라고도 불리는 자료구조 중 하나로서, 메모리상에서 떨어진 곳에 존재하는 데이터를 화살표로 연결해서 관리하는 데이터 구조이다. 순차적으로 연결된 공간에 데이터를 저장하는 배열과는 다른 형태를 띠고 있다.
링크드 리스트는 노드와 포인터로 구성된다.

• 노드 (Node) : 데이터값과 포인터로 구성된 링크드 리스트의 기본적인 데이터의 저장 단위
• 포인터 (Pointer) : 각 노드 안에서 다음이나 이전의 노드와의 연결 정보를 가지고 있는 공간

링크드 리스트의 특징

• 장점
  - 미리 데이터 공간을 할당해야 하는 배열과는 달리 공간을 미리 할당하지 않아도 된다.
• 단점
  - 연결을 위한 별도의 데이터 공간이 필요하므로, 저장 공간의 효율이 높지 않다.
  - 연결 정보를 찾는 시간이 필요하므로 접근 속도가 느리다.
  - 중간 데이터 삭제시 앞뒤 데이터의 연결을 재구성해야 하는 부가적인 작업이 필요하다.

2. Python 기반 링크드 리스트 구현

노드 구현

class Node:
	def __init__(self, data):
    	self.data = data
        self.next = None

class Node:
	def __init__(self, data, next=None):
    	self.data = data
        self.next = next

노드와 노드 연결

node1 = Node(1)
node2 = Node(2) 
node1.next = node2
head = node1

해당 코드를 실행하면 다음과 같은 링크드 리스트가 생성된다.

데이터 추가

def add(data):
	node = head
    while node.next:  
    	node = node.next
    node.next = Node(data)
    
node1 = Node(1)
head = node1
for i in range(2, 6):
	add(i)

기존에 존재하는 링크드 리스트에 데이터를 추가한다. 위 코드에서는 1이 저장된 첫 번째 노드에 2, 3, 4, 5를 순차적으로 추가하였다.

데이터 중간에 추가

링크드 리스트에서 중간에 데이터를 추가하는 경우, 아래 그림과 같이 추가한 데이터 이전의 노드가 가리키는 포인터와 새로 추가한 노드가 가리키는 포인터를 다시 설정해야 한다.

node2 = Node(10)  ## 추가하고자 하는 노드
node = head
search = True

while search:  ## 노드를 추가할 위치에 도달
    if node.data == 1:  
        search = False
    else:
        node = node.next

node_next = node.next
node.next = node2
node2.next = node_next   

1이 저장된 노드와 2가 저장된 노드 사이에 새로운 데이터가 추가되었다.