리스트와 배열(List and Arrays)

[wongakim-99]

• 리스트와 배열 개념 : 차이점과 효율성 비교
• Python에서 리스트 사용법(append, pop, slicing 등)

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1. 자료 구조의 기본 : 리스트와 배열

프로그래밍을 하다 보면 데이터를 효율적으로 관리하고 처리하기 위해 다양한 자료 구조를 사용하게 된다. 자료 구조 중 가장 기본적이며 가장 자주 사용되는 것이 리스트와 배열이다.

리스트와 배열은 모두 데이터의 집합을 저장하기 위한 구조이지만, 내부 구현 방식과 사용법에 있어서 차이가 있다. 왜냐하면 배열은 메모리 상에서 연속적인 공간에 데이터를 저장하는 반면, 리스트는 데이터가 메모리 상의 임의의 위치에 저장될 수 있기 때문이다.

위와 같은 차이점은 리스트와 배열의 성능과 효율성에 영향을 미치며, 각각의 장단점이 존재한다. 따라서 적절한 자료구조를 선택하는 것이 중요하다.

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1. Arraay(배열)

우선 배열이란 같은 성질을 갖는 항목들의 집합이다. 같은 특성을 갖는 원소들이 순서대로 구성된 집합으로 선형 자료 구조이며, 메모리 상에 연속적으로 데이터가 저장된 연접 리스트(순차 리스트)에 해당한다. 순차적으로 저장된 데이터를 참조하는 데에는 Index가 사용된다. (1차원 배열, 2차원 배열, 3차원 배열)

배열의 특징은 아래와 같다.

• 고정된 크기 : 일반적으로 배열은 크기가 고정되어 있으며, 미리 크기를 지정해야 한다. 배열은 메모리에서 연속된 공간을 차지한다.
• 동일한 데이터 타입 : 대부분의 언어에서 배열은 동일한 타입의 데이터만 저장할 수 있다. 예를 들어, 정수 배열은 모두 정수만 담을 수 있다.
• 효율성 : 배열은 리스트보다 메모리 사용 측면에서 더 효율적일 수 있다. 파이썬에서는 배열을 사용할 때, 보통 array 모듈을 사용하며, 이는 리스트보다 메모리 측면에서 더 나은 선택일 수 있다.
• 빠른 접근 속도 : 배열은 인덱스를 사용하여 O(1) 시간에 요소에 접근할 수 있다.
• 삽입과 삭제의 경우 O(N)의 시간 복잡도를 갖는다.
• 삽입/삭제의 비효율성 : 배열은 고정된 크기이므로 삽입이나 삭제가 발생할 때 새로운 배열을 만들어야 하거나, 대규모 데이터 이동이 필요하다.
• 또한, 배열은 메모리를 연속적으로 사용하기 때문에 대량의 데이터를 다룰 때 메모리 할당에 제약을 받을 수 있다. 예를 들어, 큰 크기의 배열을 선언할 때 충분한 연속된 메모리 공간이 없다면 배열을 생성할 수 없다.

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2. List(리스트)

파이썬의 리스트(List) 는 가장 많이 사용되는 자료구조 중 하나로, 다양한 데이터 타입을 동적으로 저장할 수 있는 가변 크기 배열이다. 배열의 연속 메모리 배치 방식을 사용하지만, 크기를 동적으로 변경할 수 있어 편리하다. 파이썬의 리스트는 자바의 배열, 연결 리스트 등의 자료구조 특성을 어느 정도 결합하여 구현되었다.

리스트의 특징은 아래와 같다.

• 가변성(Mutable) : 리스트는 생성 후에도 값을 추가, 삭제, 수정할 수 있다.
• 동적 배열 : 크기가 고정되지 않고 필요에 따라 자동으로 늘어나거나 줄어든다.
• 순서가 있는 데이터 저장 : 리스트는 저장된 데이터의 순서(인덱스) 가 유지된다. 따라서 인덱스를 통해 각 요소에 접근가능
• 다양한 데이터 타입 저장 가능 : 파이썬 리스트는 문자열, 숫자, 객체 등 다양한 타입의 데이터를 함께 저장할 수 있다.