[Java] 리스트 인터페이스 구현

자료구조는 프로그래밍에서 데이터를 효율적으로 저장하고 관리하기 위한 중요한 개념입니다. 그중에서도 리스트(List)는 가장 기본적이면서도 다양한 활용성을 가진 자료구조입니다. 이번 글에서는 리스트 인터페이스를 설계하겠습니다.

 

 

1. 리스트란?

리스트(List)는 자료를 순서대로 저장하는 선형 자료구조입니다.

• 선형 구조란 데이터가 논리적 혹은 물리적으로 순서대로 연결되어 있다는 것을 의미합니다.
• 리스트는 데이터를 추가하거나 삭제, 조회하기 쉽도록 설계된 자료구조로, 순차적 데이터 처리에 적합합니다.

리스트의 특징

1. 데이터의 앞/뒤 순서를 유지합니다.
2. 물리적이거나 논리적으로 선형 구조를 갖습니다.
3. 다양한 언어에서 기본적으로 제공되며, 배열(Array)과 비슷하지만 기능이 더 확장되었습니다.

 

2. 리스트를 구현하는 자료구조

리스트를 구현하는 방법에는 여러 가지가 있으며, 대표적으로 배열 리스트(ArrayList)와 연결 리스트(LinkedList)가 있습니다.

배열 리스트 (ArrayList)

• 데이터가 연속된 메모리 공간에 저장됩니다.
• 장점:
  • 인덱스를 통한 데이터 접근이 빠릅니다. 시간 복잡도(O1)
  • 구현이 쉽고, 데이터가 많지 않을 경우 효율적입니다.
• 단점:
  • 크기를 미리 지정해야 하며, 크기 변경이 어렵습니다.
  • 중간에 데이터를 추가/삭제할 때 비효율적입니다.

연결 리스트 (LinkedList)

• 데이터가 노드(Node)라는 단위로 저장되고, 각 노드가 다음 노드를 가리키는 포인터를 가집니다.
• 장점:
  • 크기를 동적으로 조정할 수 있습니다.
  • 데이터의 추가/삭제가 효율적입니다.
• 단점:
  • 특정 위치에 접근하려면 처음부터 순회해야 하므로 속도가 느립니다.
  • 구현이 배열 리스트보다 복잡합니다.

 

 

3. 리스트를 구현하기 위한 메서드

리스트 자료구조를 설계할 때 필요한 핵심 동작은 다음과 같습니다:

1. 리스트 생성: 리스트를 초기화합니다.
2. 데이터 추가:
   • 리스트 끝에 데이터를 추가합니다. (append/add)
   • 특정 위치에 데이터를 삽입합니다. (insert)
3. 데이터 삭제:
   • 특정 위치의 데이터를 삭제합니다. (remove)
   • 리스트 전체 데이터를 삭제합니다. (removeAll)
4. 데이터 조회:
   • 특정 위치의 데이터를 가져옵니다. (get)
5. 리스트 상태 확인:
   • 리스트 크기를 반환합니다. (size)
   • 리스트가 비어 있는지 확인합니다. (isEmpty)
6. 리스트 출력: 리스트의 모든 데이터를 출력합니다. (printAll)

 

 

4. 제네릭(Generic) 이해하기

제네릭(Generic)이란 타입을 일반화하여, 여러 가지 타입에 대해 동작할 수 있는 코드를 작성하는 방법입니다.
리스트 같은 자료구조는 다양한 데이터 타입(예: Integer, String, Double)을 저장할 수 있어야 하므로 제네릭이 유용합니다.

제네릭의 주요 특징

1. 타입 안정성:
   • 제네릭을 사용하면 컴파일 단계에서 타입 체크를 수행하므로, 런타임 에러를 줄일 수 있습니다.
2. 코드 재사용성:
   • 한 번 작성한 제네릭 클래스나 인터페이스는 여러 타입에서 재사용할 수 있습니다.
3. 명확한 타입 지정:
   • 데이터 타입을 명시적으로 지정하므로 코드 가독성이 향상됩니다.

예시

public interface ListIfs<T> {
    void add(T data);        // 데이터를 추가
    T get(int index);        // 데이터를 가져옴
    T remove(int index);     // 데이터를 삭제
    boolean isEmpty();       // 리스트가 비어있는지 확인
    int size();              // 리스트 크기 반환
}

위 코드에서 T는 타입 매개변수로, 리스트에 저장할 데이터 타입을 나타냅니다.
사용 예:

• ListIfs<String>: 문자열 데이터를 저장하는 리스트.
• ListIfs<Integer>: 정수를 저장하는 리스트.

 

 

 

5. 설계한 리스트 인터페이스

아래는 앞으로 저희가 설계할 리스트 인터페이스입니다

package util.linkedlist;

public interface ListIfs<T> {

    // 데이터를 리스트 끝에 추가
    void add(T x);

    // 특정 위치에 데이터 삽입
    void insert(int i, T x);

    // 특정 위치의 데이터 반환
    T get(int i);

    // 특정 위치의 데이터 삭제
    T remove(int i);

    // 리스트의 모든 데이터 삭제
    void removeAll();

    // 리스트 크기 반환
    int size();

    // 리스트가 비어 있는지 확인
    boolean isEmpty();

    // 리스트의 모든 데이터를 출력
    void printAll();

}

 

인터페이스를 활용한 구현은 다음 글에서 뵙겠습니다.