Basic C Language / 자료구조 배열(Array), 연결리스트(Linked List), 스택(Stack), 큐(Queue)

자료구조는 데이터를 저장하고 조작하기 위한 구조체 또는 메커니즘으로, 프로그램에서 데이터의 효율적인 조작을 가능하게 합니다. 각 자료구조는 특정한 연산을 수행하는 데 효과적이며, C 언어를 사용하여 몇 가지 자료구조를 설명해보겠습니다.

1. 배열(Array):

배열은 동일한 자료형의 원소들을 순차적으로 저장하는 선형 자료구조입니다.

#include <stdio.h>

int main() {
    // 정수형 배열 선언 및 초기화
    int arr[5] = {1, 2, 3, 4, 5};

    // 배열 순회 및 출력
    for (int i = 0; i < 5; ++i) {
        printf("%d ", arr[i]);
    }

    return 0;
}

2. 연결 리스트(Linked List):

연결 리스트는 각 노드가 데이터와 다음 노드를 가리키는 포인터로 이루어진 구조체로 구성된 자료구조입니다.

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>

// 연결 리스트 노드 정의
struct Node {
    int data;
    struct Node* next;
};

int main() {
    // 연결 리스트 초기화
    struct Node* head = NULL;

    // 노드 추가
    head = (struct Node*)malloc(sizeof(struct Node));
    head->data = 1;
    head->next = NULL;

    // 노드 순회 및 출력
    struct Node* current = head;
    while (current != NULL) {
        printf("%d ", current->data);
        current = current->next;
    }

    return 0;
}

3. 스택(Stack):

스택은 후입선출(LIFO) 구조로, 데이터를 맨 위에 추가하고 맨 위에서만 제거할 수 있는 자료구조입니다.

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>

#define MAX_SIZE 5

struct Stack {
    int arr[MAX_SIZE];
    int top;
};

// 스택 초기화
void initStack(struct Stack* stack) {
    stack->top = -1;
}

// 스택에 요소 추가
void push(struct Stack* stack, int item) {
    if (stack->top == MAX_SIZE - 1) {
        printf("Stack Overflow\n");
        return;
    }
    stack->arr[++stack->top] = item;
}

// 스택에서 요소 제거
int pop(struct Stack* stack) {
    if (stack->top == -1) {
        printf("Stack Underflow\n");
        return -1;
    }
    return stack->arr[stack->top--];
}

int main() {
    struct Stack myStack;
    initStack(&myStack);

    // 스택에 요소 추가
    push(&myStack, 1);
    push(&myStack, 2);
    push(&myStack, 3);

    // 스택에서 요소 제거 및 출력
    printf("%d ", pop(&myStack));
    printf("%d ", pop(&myStack));
    printf("%d ", pop(&myStack));

    return 0;
}

4. 큐(Queue):

큐는 선입선출(FIFO) 구조로, 데이터를 뒤에서 추가하고 앞에서만 제거할 수 있는 자료구조입니다.

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>

#define MAX_SIZE 5

struct Queue {
    int arr[MAX_SIZE];
    int front, rear;
};

// 큐 초기화
void initQueue(struct Queue* queue) {
    queue->front = queue->rear = -1;
}

// 큐에 요소 추가
void enqueue(struct Queue* queue, int item) {
    if ((queue->rear + 1) % MAX_SIZE == queue->front) {
        printf("Queue Overflow\n");
        return;
    }

    if (queue->front == -1) {
        queue->front = queue->rear = 0;
    } else {
        queue->rear = (queue->rear + 1) % MAX_SIZE;
    }

    queue->arr[queue->rear] = item;
}

// 큐에서 요소 제거
int dequeue(struct Queue* queue) {
    if (queue->front == -1) {
        printf("Queue Underflow\n");
        return -1;
    }

    int item = queue->arr[queue->front];

    if (queue->front == queue->rear) {
        queue->front = queue->rear = -1;
    } else {
        queue->front = (queue->front + 1) % MAX_SIZE;
    }

    return item;
}

int main() {
    struct Queue myQueue;
    initQueue(&myQueue);

    // 큐에 요소 추가
    enqueue(&myQueue, 1);
    enqueue(&myQueue, 2);
    enqueue(&myQueue, 3);

    // 큐에서 요소 제거 및 출력
    printf("%d ", dequeue(&myQueue));
    printf("%d ", dequeue(&myQueue));
    printf("%d ", dequeue(&myQueue));

    return 0;
}