LinkedList란?
LinkedList는 자바의 컬렉션 프레임워크에서 제공하는 데이터 구조 중 하나로, 데이터 요소를 연결된 노드로 관리하는 선형 자료 구조이다. LinkedList는 특히 데이터의 삽입 및 삭제가 빈번하게 발생하고 검색이 상대적으로 적은 상황에서 유용하다. 또한, 스택(Stack) 및 큐(Queue)와 같은 추상 데이터 타입의 구현에도 많이 활용된다. 그러나 대용량 데이터의 검색이 주요 연산인 경우에는 ArrayList나 HashSet 등의 다른 컬렉션을 고려하는 것이 좋다.
1. 데이터 구조
LinkedList는 데이터 요소를 노드로 관리한다. 각 노드는 데이터 요소와 다음 노드를 참조하는 포인터로 구성된다. 이러한 노드들이 연결되어 선형 구조를 형성한다.
2. 이중 연결 리스트(Doubly Linked List)
자바의 LinkedList는 이중 연결 리스트로 구현되어 있어, 각 노드는 이전 노드와 다음 노드에 대한 참조를 유지한다. 이것은 양방향으로 순회할 수 있는 장점을 제공한다.
3. 제네릭 클래스
자바의 LinkedList는 제네릭 클래스로 구현되어 있어, 다양한 데이터 타입을 저장할 수 있다. 예를 들어, LinkedList< String >은 문자열을 저장하는 LinkedList를 나타낸다.
4. 데이터 삽입 및 삭제
LinkedList는 데이터를 중간에 삽입하거나 삭제할 때 다른 데이터 구조에 비해 효율적이다. 데이터를 중간에 삽입하거나 삭제할 때 인접한 노드의 링크만 수정하면 되므로 ArrayList와 비교하여 더 빠를 수 있다.
5. 검색 시간 복잡도
LinkedList에서 요소를 검색할 때 특정 인덱스에 직접 액세스하는 것이 불가능하며, 처음부터 순회해야 한다. 따라서 검색 시간 복잡도는 O(n)이다. 이 점에서 ArrayList와는 차이가 있다.
6. 삽입 및 삭제 시간 복잡도
데이터 삽입 또는 삭제는 O(1) 시간에 가능하다. 이는 특정 위치에 삽입 또는 삭제할 때 인접한 노드의 링크만 수정하면 되기 때문이다.
7. 메모리 사용
LinkedList는 각 노드마다 노드 자체와 데이터를 저장하기 위한 공간, 이전 노드와 다음 노드에 대한 참조를 저장하기 위한 공간이 필요하므로 메모리 사용량이 상대적으로 더 많을 수 있다.
LinkedList는 어디에 쓰일까?
1. 데이터 구조 유지
LinkedList는 다음 및 이전 노드로 연결되어 있기 때문에, 데이터를 연속적으로 추가 및 제거하는 작업에 유용하다. 이러한 특성으로 LinkedList는 데이터베이스의 연결 풀(connection pool)이나 스레드 풀(thread pool)과 같은 데이터 구조를 구현하는 데 사용된다. 이를 통해 효율적인 데이터 관리와 자원 풀링이 가능해진다.
2. 스택(Stack) 및 큐 (Queue) 구현
LinkedList는 스택(Stack) 및 큐(Queue)와 같은 추상 데이터 타입을 구현하는 데 사용된다. 스택은 데이터를 후입선출(LIFO) 순서로 처리하는 데 유용하며, 큐는 선입선출(FIFO) 순서로 처리하는 데 사용된다.
3. 이중 링크드 리스트
LinkedList는 이중 연결 리스트로 구현되어 있어, 양방향으로 순회할 수 있다. 이러한 특성은 그래프 데이터 구조나 양방향 연결 리스트와 같은 데이터 구조를 구현할 때 유용하다.
4. 선형 데이터 처리
데이터의 선형 처리가 필요한 경우에 LinkedList를 사용할 수 있다. 예를 들어, 작업 목록을 처리하거나 기록을 추적하는 작업에서 LinkedList가 유용하다.
5. 특정 요구사항을 충족하는 경우
LinkedList의 특성을 활용하여 특정 요구사항을 충족하는 경우도 있다. 예를 들어, 데이터를 앞뒤로 빠르게 삽입 및 삭제해야 하는 상황에서 LinkedList는 유용할 수 있다.
