이 강의 자료는 자료구조의 기본 개념과 중요성을 소개합니다. 자료구조는 데이터를 저장, 조직, 관리하는 방법이며, 효율적인 문제 해결을 위해 필수적입니다. 강의에서는 자료구조와 알고리즘의 관계를 설명하고, 알고리즘표기법과 추상 데이터 타입(ADT)의 개념을 다룹니다. 특히, ADT는 데이터 타입의 추상적인 정의를 통해 코드의 유연성과 재사용성을 높이는 데 기여합니다. 이 강의를 통해 자료구조의 기본 원리를 이해하고, 재귀**적 사고**를 통해 문제 해결능력을 향상시킬 수 있습니다.
1. 🔍 자료구조의 정의와 중요성
- 자료구조는 데이터를 저장, 조직, 관리하는 방법이다.
- 프로그래밍과 문제 해결을 위해서는 데이터와 자료구조에 대한 이해가 필요하다.
- 자료구조는 그 자체로 중요할 뿐만 아니라 문제 해결** 과정에서 생각하는 방법을 훈련하는 도구**로도 중요하다.
- 자료구조를 통해 의미의 단위를 설정하고 논리의 골격을 구성하는 방법을 배울 수 있다.
- 주요 자료구조로는 리스트, 스택, 큐, 힙, 검색 트리, 해시 테이블, 그래프등이 있다.
1.1. 자료구조 강의 개요
- 이 자료는 자료구조에 대한 강의 교안으로, 저작권은 자료구조저자와 한빛아카데미(주)에 있다.
- 강의는 크게 자료구조의 개념, 자료구조와 알고리즘의 관계, 그리고 추상 데이터 타입에 대해 다룬다.
- 학습 목표는 자료구조의 필요성을 이해하고 추상 데이터 타입에 대해 파악하는 것이다.
- 이 강의 자료는 총 21페이지로 구성되어 있으며, 자료구조에 대한 기본적인 소개를 제공한다.
1.2. 자료구조의 정의와 필요성
- 자료구조는 데이터를 저장, 조직, 관리하는 방법이다.
- 프로그래밍과 문제 해결을 위해서는 데이터와 구조에 대한 이해가 필요하다.
- 자료구조는 문제 해결에 사용할 자료를 효과적으로 다루는 데 필수적이다.
- 기본적인 자료구조로는 정수, 문자열 등이 있고, 복잡한 자료구조로는 리스트**, 스택, 큐, 우선순위 큐, 검색 트리, 해시 테이블, **그래프 등이 있다.
1.3. 자료구조를 통한 사고력 훈련과 문제 해결
- 자료구조는 그 자체로 생각하는 방법을 훈련하는 도구이며, 문제 해결과정에서 구성되는 방법과 스타일을 의미한다.
- 수업에서 다루는 자료구조에는 리스트**, 스택, 큐, 힙, 검색 트리, 해시 테이블, **그래프 등이 포함된다.
- 자료구조는 문제 해결과정에서 논리의 골격을 설정하는 방법으로 중요하다.
- 자료구조를 통해 훈련할 수 있는 사고 방식에는 재귀**, 추상화, 정렬, **그래프 등이 있다.
- 이러한 사고 훈련은 문제를 해결하는 과정에서 의미의 단위(매듭)를 설정하는 데 도움을 준다.
1.4. ️ 자료구조의 다양한 종류
- 자료구조는 데이터를 효율적으로 저장, 조직, 관리하는 방법으로, 다양한 종류가 존재한다.
- 선형 **자료구조와 *비선형 *자료구조**로 크게 분류될 수 있다고 추정된다.
- 선형 자료구조에는 배열, 연결 리스트, 스택, 큐등이 포함될 것으로 예상된다.
- 비선형 자료구조로는 트리, 그래프등이 대표적인 예시일 것으로 추정된다.
- 각 자료구조는 특정 문제 해결에 적합한 특성을 가지고 있어, 상황에 맞는 선택이 중요하다.
2. 🔍 알고리즘 표기법과 자료구조의 관계
- 자료구조와 알고리즘은 밀접한 관계를 가지며, 자료구조는 알고리즘을 포함하는 개념이다.
- 알고리즘표기법에는 자연어, 순서도, 프로그래밍 언어, 가상코드 등 다양한 방식이 있다.
- 자연어와 순서도는 이해하기 쉽지만 복잡한 알고리즘표현에 한계가 있다.
- 프로그래밍 언어는 구체적이지만 범용성이 떨어지는 반면, 가상코드는 실행은 불가능하나 구체화가 쉽다.
- 수업에서는 함수 시작, if-else 문, while 루프, 주석 등을 포함한 특정 알고리즘표기법을 사용한다.
2.1. 알고리즘 표기법의 종류와 특징
- 자료구조와 알고리즘은 밀접한 관계를 가지며, 알고리즘은 여러 자료구조를 포함한다.
- 자연어를 이용한 서술적 표현은 이해하기 쉽지만 일관성과 명확성 유지가 어려워 복잡한 알고리즘표현에 한계가 있다.
- 순서도를 이용한 도식화는 명령의 흐름을 쉽게 파악할 수 있지만, 복잡한 알고리즘표현에는 제한적이다.
- 프로그래밍 언어를 이용한 구체화는 추가 설명이 필요 없지만, 해당 언어를 모르면 이해하기 어렵고 범용성이 떨어진다.
- 가상코드(Pseudo-Code)는 직접 실행은 불가능하지만 일반적인 프로그래밍 언어와 유사해 구체화하기 쉬운 장점이 있다.
2.2. ️ 수업에서 사용하는 알고리즘 표기법의 특징
- 함수의 시작을 명확히 표시하여 알고리즘의 구조를 쉽게 파악할 수 있다.
- 'then' 키워드를 생략하여 간결성을 높이고 가독성을 개선한다.
- if-else 문과 while 루프에서 들여쓰기를 사용하여 코드 블록의 범위를 시각적으로 구분한다.
- 주석을 활용하여 알고리즘의 각 단계나 중요 부분에 대한 설명을 추가할 수 있다.
- 이러한 표기법은 알고리즘의 구조와 로직을 명확하게 표현하여 이해와 분석을 용이하게 한다.
3. 🧠 추상 데이터 타입(ADT)의 개념과 중요성
- 추상(abstract)은 세세한 부분을 표현하지 않고 전체적인 이미지를 표현한 것이다.
- 추상 데이터 타입(ADT)은 데이터 타입의 세부 사항을 배제하고 어떤 작업으로 이루어지는지만 추상적으로 정의한 것이다.
- ADT는 자료구조의 핵심 개념으로, 데이터 타입을 추상화하여 코드의 유연성과 재사용성을 높인다.
- 자료구조학습의 주요 내용은 자료구조와 알고리즘, 그리고 자료구조의 추상 데이터 타입을 포함한다.
- 다음 차시에서는 재귀와 귀납적 사고, 자료구조와 재귀, 재귀구조 예시, 재귀와 수학적 귀납법 등을 다룰 예정이다.
