[LinkedList] Add Singly-Linked-Lists

Data-Structure.sln

@@ -11,6 +11,8 @@ Project("{8BC9CEB8-8B4A-11D0-8D11-00A0C91BC942}") = "UnitTest", "UnitTest\UnitTe
 EndProject
 Project("{8BC9CEB8-8B4A-11D0-8D11-00A0C91BC942}") = "Deque", "Deque\Deque.vcxproj", "{88D1A79E-BB93-46A3-A9A9-18BED3527596}"
 EndProject
+Project("{8BC9CEB8-8B4A-11D0-8D11-00A0C91BC942}") = "LinkedList", "LinkedList\LinkedList.vcxproj", "{57412A8E-41D0-474D-B912-9AAB3EBDA451}"
+EndProject
 Global
  GlobalSection(SolutionConfigurationPlatforms) = preSolution
  Debug|x64 = Debug|x64
@@ -51,6 +53,14 @@ Global
  {88D1A79E-BB93-46A3-A9A9-18BED3527596}.Release|x64.Build.0 = Release|x64
  {88D1A79E-BB93-46A3-A9A9-18BED3527596}.Release|x86.ActiveCfg = Release|Win32
  {88D1A79E-BB93-46A3-A9A9-18BED3527596}.Release|x86.Build.0 = Release|Win32
+ {57412A8E-41D0-474D-B912-9AAB3EBDA451}.Debug|x64.ActiveCfg = Debug|x64
+ {57412A8E-41D0-474D-B912-9AAB3EBDA451}.Debug|x64.Build.0 = Debug|x64
+ {57412A8E-41D0-474D-B912-9AAB3EBDA451}.Debug|x86.ActiveCfg = Debug|Win32
+ {57412A8E-41D0-474D-B912-9AAB3EBDA451}.Debug|x86.Build.0 = Debug|Win32
+ {57412A8E-41D0-474D-B912-9AAB3EBDA451}.Release|x64.ActiveCfg = Release|x64
+ {57412A8E-41D0-474D-B912-9AAB3EBDA451}.Release|x64.Build.0 = Release|x64
+ {57412A8E-41D0-474D-B912-9AAB3EBDA451}.Release|x86.ActiveCfg = Release|Win32
+ {57412A8E-41D0-474D-B912-9AAB3EBDA451}.Release|x86.Build.0 = Release|Win32
  EndGlobalSection
  GlobalSection(SolutionProperties) = preSolution
  HideSolutionNode = FALSE

LinkedList/LinkedList.cpp

@@ -0,0 +1,225 @@
+#include "LinkedList.h"
+
+namespace Deun {
+ LinkedList::LinkedList() {
+ head = tail = NULL;
+ count = 0;
+ }
+
+ LinkedList::~LinkedList() {
+ Node* current = head;
+ Node* next;
+ while (current) { // 모두 삭제
+ next = current->link;
+ delete current;
+ current = next;
+ }
+ }
+
+ // 인덱스 유효성 검증
+ bool LinkedList::isValid(unsigned int index) {
+ // index는 0부터 시작하므로, count보다 작아야 함
+ return (index < count);
+ }
+
+ Node* LinkedList::getNode(unsigned int index) {
+ if (!isValid(index)) {
+ return NULL;
+ }
+ if (index + 1 == count) {
+ return tail;
+ }
+
+ // index가 유효하다면, current는 항상 NULL이 아님
+ Node* current = head;
+ for (unsigned int i = 0; i < index; i++) {
+ current = current->link;
+ }
+ return current;
+ }
+
+ bool LinkedList::isEmpty() {
+ return (count == 0);
+ }
+
+ unsigned int LinkedList::getCount() {
+ return count;
+ }
+
+ // 삽입
+ bool LinkedList::insert(unsigned int index, int data) {
+ if (index == 0) { // 맨 앞에 삽입
+ return insertFront(data);
+ }
+ else if (index == count) { // 맨 뒤에 삽입
+ return insertRear(data);
+ }
+ else if (!isValid(index)) {
+ return false;
+ }
+
+ // 여기부터는 index가 1 이상임이 보장됨
+ Node* preNode = getNode(index - 1);
+ Node* newNode = new (std::nothrow) Node;
+ if (!newNode) {
+ return false; // 메모리 할당 실패
+ }
+
+ // head와 tail 포인터는 수정할 필요가 없음
+ // 수정이 필요한 경우는 insertFront()와 insertRear()에서 따로 처리함
+ newNode->data = data;
+ newNode->link = preNode->link;
+ preNode->link = newNode;
+ count++;
+ return true;
+ }
+
+ bool LinkedList::insertFront(int data) {
+ Node* newNode = new (std::nothrow) Node;
+ if (!newNode) {
+ return false; // 메모리 할당 실패
+ }
+
+ newNode->data = data;
+ newNode->link = head;
+ head = newNode;
+ tail = (tail ? tail : newNode); // 노드가 하나인 경우 tail도 같게 함
+ count++;
+ return true;
+ }
+
+ bool LinkedList::insertRear(int data) {
+ Node* newNode = new (std::nothrow) Node;
+ if (!newNode) {
+ return false; // 메모리 할당 실패
+ }
+
+ newNode->data = data;
+ newNode->link = NULL;
+ tail->link = newNode;
+ tail = newNode;
+ head = (head ? head : newNode); // 노드가 하나인 경우 head도 같게 함
+ count++;
+ return true;
+ }
+
+ // 삭제
+ bool LinkedList::remove(unsigned int index) {
+ if (index == 0) { // 맨 앞 노드 삭제
+ return removeFront();
+ }
+ else if (!isValid(index)) {
+ return false;
+ }
+
+ // 여기부터는 index가 1 이상임이 보장됨
+ Node* preNode = getNode(index - 1);
+ Node* curNode = preNode->link;
+ preNode->link = curNode->link;
+ delete curNode;
+ count--;
+ if (!preNode->link) { // 삭제된 노드가 마지막 노드이면 tail 변경
+ tail = preNode;
+ }
+ return true;
+ }
+
+ bool LinkedList::removeFront() {
+ if (!head) {
+ return false;
+ }
+
+ Node* next = head->link;
+ delete head;
+ head = next;
+ tail = (head ? tail : NULL); // 노드가 하나도 없는 경우 tail도 NULL로 변경
+ count--;
+ return true;
+ }
+
+ bool LinkedList::removeRear() {
+ // tail의 앞 노드를 저장해두지 않았기 때문에 O(1)로 삭제할 수 없음
+ return remove(count - 1);
+ }
+
+ // 조회
+ int LinkedList::get(unsigned int index) {
+ Node* current = getNode(index);
+ if (!current) {
+ throw LinkedListError::NODE_NOT_FOUND;
+ }
+ return current->data;
+ }
+
+ int LinkedList::getFront() {
+ if (!head) {
+ throw LinkedListError::NODE_NOT_FOUND;
+ }
+ return head->data;
+ }
+
+ int LinkedList::getRear() {
+ if (!tail) {
+ throw LinkedListError::NODE_NOT_FOUND;
+ }
+ return tail->data;
+ }
+
+ // 수정
+ bool LinkedList::update(unsigned int index, int data) {
+ Node* current = getNode(index);
+ if (!current) {
+ return false;
+ }
+ current->data = data;
+ return true;
+ }
+
+ bool LinkedList::updateFront(int data) {
+ if (!head) {
+ return false;
+ }
+ head->data = data;
+ return true;
+ }
+
+ bool LinkedList::updateRear(int data) {
+ if (!tail) {
+ return false;
+ }
+ tail->data = data;
+ return true;
+ }
+
+ // 검색
+ unsigned int LinkedList::find(int data) {
+ if (!head) {
+ throw LinkedListError::NODE_NOT_FOUND;
+ }
+
+ Node* current = head;
+ for (unsigned int i = 0; i < count; i++) {
+ if (current->data == data) {
+ return i;
+ }
+ current = current->link;
+ }
+ throw LinkedListError::NODE_NOT_FOUND;
+ }
+
+ // 출력
+ void LinkedList::print() {
+ using namespace std;
+
+ cout << "LinkedList(count=" << count;
+ cout << ", head=0x" << head << ", tail=0x" << tail << ")" << endl;
+
+ cout << "head -> ";
+ Node* current = head;
+ for (unsigned int i = 0; i < count; i++) {
+ cout << i << "=" << current->data << "(0x" << current << ") -> ";
+ current = current->link;
+ }
+ cout << "NULL" << endl;
+ }
+}

LinkedList/LinkedList.h

@@ -0,0 +1,78 @@
+#ifndef __DEUN_LINKED_LIST__
+#define __DEUN_LINKED_LIST__
+
+#include <iostream>
+#include <new>
+
+namespace Deun {
+ enum class LinkedListError {
+ NODE_NOT_FOUND = 1000,
+ };
+
+ typedef struct Node {
+ int data;
+ struct Node* link;
+ } Node;
+
+ // 단순 연결 리스트
+ class LinkedList {
+ private:
+ Node* head;
+ Node* tail;
+ unsigned int count;
+
+ bool isValid(unsigned int index);
+ Node* getNode(unsigned int index); // O(n)
+
+ public:
+ LinkedList();
+ ~LinkedList();
+
+ bool isEmpty();
+ unsigned int getCount();
+
+ // index: 0-based
+
+ bool insert(unsigned int index, int data); // 특정 위치에 노드 삽입 (성공 = true, 실패 = false)
+ bool insertFront(int data); // 맨 앞에 노드 삽입 (성공 = true, 실패 = false)
+ bool insertRear(int data); // 맨 뒤에 노드 삽입 (성공 = true, 실패 = false)
+
+ bool remove(unsigned int index); // 특정 위치 노드 제거 (성공 = true, 실패 = false)
+ bool removeFront(); // 맨 앞 노드 제거 (성공 = true, 실패 = false)
+ bool removeRear(); // 맨 뒤 노드 제거 (성공 = true, 실패 = false)
+
+ int get(unsigned int index); // 특정 위치 노드 반환 (실패 = throw)
+ int getFront(); // 맨 앞 노드 반환 (실패 = throw)
+ int getRear(); // 맨 뒤 노드 반환 (실패 = throw)
+
+ bool update(unsigned int index, int data); // 특정 위치 노드 수정 (성공 = true, 실패 = false)
+ bool updateFront(int data); // 맨 앞 노드 수정 (성공 = true, 실패 = false)
+ bool updateRear(int data); // 맨 뒤 노드 수정 (성공 = true, 실패 = false)
+
+ unsigned int find(int data); // 주어진 값과 일치하는 첫 번째 노드의 인덱스 반환 (실패 = throw)
+ void print(); // 현재 상태 출력
+
+ // 시간 복잡도
+
+ // insert() insertFront() insertRear()
+ // O(n) O(1) O(1)
+
+ // remove() removeFront() removeRear()
+ // O(n) O(1) O(n)
+
+ // get() getFront() getRear()
+ // O(n) O(1) O(1)
+
+ // update() updateFront() updateRear()
+ // O(n) O(1) O(1)
+
+ // find()
+ // O(n)
+
+ // removeRear()가 O(n)인 이유는 tail의 앞 노드를 알 수 없기 때문임
+ // tail의 link는 사용하지 않으므로, link를 tail의 앞 노드로 설정하면
+ // O(1)에 삭제가 가능하게 바꿀 수 있을 것 같음 (TODO?)
+ };
+}
+
+#endif