데이터 구조의 배열 – 설명, 기능 및 예

데이터 구조는 대부분의 컴퓨터 프로그램에 광범위하게 적용되는 거의 모든 프로그래밍 언어의 중요한 부분임이 입증되었습니다. 단일 데이터를 별도로 액세스하고 저장하는 것은 시간이 많이 걸리는 프로세스이므로 데이터 구조를 통해 프로그램에서 데이터를 효과적으로 관리하고 액세스할 수 있습니다. 알고리즘은 데이터 구조에 필요한 특정 작업을 생성하도록 특별히 설계되었습니다. 따라서 데이터 구조와 알고리즘 은 함께 복잡한 응용 프로그램과 프로그램의 기초가 됩니다.

이 기사에서 우리는 데이터 구조의 유형, 즉 Array에 초점을 맞출 것입니다.

배열은 요소 또는 데이터가 인접한 위치에 저장되는 데이터 구조 유형입니다. 사용자가 데이터 유형이 동일한 데이터 세트를 가질 때마다 배열 데이터 구조 는 해당 데이터를 구성하는 옵션입니다. 배열의 크기는 데이터의 크기에 따라 다릅니다. 요소를 배열에 저장하기 전에 모든 요소를 ​​효과적으로 통합할 수 있도록 배열의 크기를 정의해야 합니다. 배열에 저장된 각 요소에는 배열에서 해당 요소의 위치를 ​​식별하는 데 도움이 되는 인덱스 값이 할당되어 있습니다. 배열의 첫 번째 요소는 인덱스 값이 0입니다.

배열 데이터 구조 와 관련된 중요한 용어 는 다음과 같습니다.

• 요소 : 요소는 데이터 구조에 저장된 모든 개체 또는 항목을 나타냅니다.
• 인덱스 : 인덱스는 배열에서 요소의 위치를 ​​나타냅니다. 수치적 가치가 있습니다.

배열의 크기는 프로그래밍 언어에 따라 변경됩니다. 크기에 따라 배열은 정적 배열과 동적 배열의 두 가지 유형이 될 수 있습니다.

1. 정적 배열:

이러한 유형의 배열에는 생성하는 동안 미리 정의된 크기가 있습니다. 이 때문에 정적 배열은 고정 배열 또는 고정 길이 배열이라고도 합니다. 배열은 두 가지 방법으로 정의할 수 있습니다. 배열을 생성하는 동안 배열의 요소를 정의하거나 배열을 생성하는 동안 배열의 크기를 정의할 수 있습니다. 후자의 경우 요소를 지정할 필요가 없습니다. 기본값은 초기화되지 않은 배열에 할당되거나 이전 할당에서 메모리에 남아 있는 값에 할당될 수 있습니다.

크기가 정의되면 배열을 축소하거나 확장할 수 없습니다. 배열을 선언하는 동안 메모리가 할당되기 때문에 배열을 파괴할 수 있는 것은 컴파일러뿐입니다. 다음 요소에 할당할 여유 메모리가 있는지 사용자가 확신할 수 없으므로 요소를 추가할 수 없습니다.

아래 표는 다양한 프로그래밍 언어에서 사용되는 배열의 예를 보여줍니다.

2. 동적 배열

이름에서 알 수 있듯이 배열은 동적이므로 런타임 중에 요소를 추가하거나 제거할 수 있습니다. 길이가 고정된 정적 배열에 비해 동적 배열에는 배열의 고정된 길이나 크기가 없습니다. 표준 라이브러리 함수 또는 내장 함수는 동적 배열을 만들고 관리하기 위해 대부분의 프로그래밍 언어에서 사용할 수 있습니다.

아래 표는 다양한 프로그래밍 언어로 배열 생성을 보여줍니다.

배열의 표현

배열의 표현은 다른 프로그래밍 언어에서의 구현에 따라 다릅니다. 배열은 파이썬 데이터 구조 의 중요한 부분이며 파이썬 프로그래밍 언어로 그림이 표시되었습니다.

파이썬 데이터 구조 에서 배열은 키워드 배열 을 통해 처리됩니다 . 키워드 배열이 사용될 때마다 사용자는 동일한 데이터 유형의 요소를 저장해야 합니다.

원천

그림 1: 어레이의 예

그림 1에 따라 어레이 그림은 다음을 보여줍니다.

• 배열의 크기는 10이므로 배열에 9개의 요소를 저장할 수 있습니다.
• 인덱스 값은 0 값으로 시작하는 배열 위에 언급되었습니다.
• 배열에 저장된 요소는 모든 데이터 유형이 될 수 있으며 요소는 인덱스 값을 통해 액세스할 수 있습니다.

파이썬과 C++의 구문이 설명된 또 다른 그림이 그림 2 에 나와 있습니다.

원천

그림 2 : python 및 C++를 사용한 배열 선언(

배열의 속성

배열 데이터 구조 에는 다음과 같은 여러 속성이 있습니다.

• 배열 내에 저장된 요소는 동일한 데이터 유형과 크기를 갖습니다. 즉, int 데이터 유형은 4바이트 크기를 갖습니다.
• 연속 메모리 위치는 데이터 구조의 요소를 저장하는 데 사용됩니다. 가장 작은 메모리는 배열의 첫 번째 요소에 할당됩니다.
• 인덱스 값은 배열에서 요소의 위치를 ​​찾는 데 사용됩니다. 인덱스는 0으로 시작하고 항상 배열의 총 요소 수보다 작습니다.
• 사용 가능한 인덱스 값으로 인해 배열의 요소에 대한 임의 액세스가 가능합니다. 요소의 주소는 오프셋 값에 추가된 기준 주소를 통해 계산할 수 있습니다.
• 배열의 개념은 모든 프로그래밍 언어에서 동일하게 유지됩니다. 초기화와 선언만 다릅니다.
• 배열 이름, 요소 및 데이터 유형은 모든 언어에서 공통적인 세 부분입니다.

배열 생성

파이썬 데이터 구조 로 배열을 생성하는 방법은 아래와 같습니다.

• 배열을 생성하기 위해 파이썬 데이터 구조 의 배열 모듈을 가져올 수 있습니다.
• array(data_type, value_list ) 는 파이썬 데이터 구조 에서 배열을 생성할 수 있는 구문 입니다.
• 데이터 유형은 실수 정수 또는 부동 소수점이어야 합니다. 문자열은 파이썬에서 허용되지 않습니다.

그림 2는 파이썬에서 배열을 만드는 방법을 보여줍니다. 파이썬에서 배열 모듈을 가져오는 방법을 보여주는 코드의 예

배열 가져오기

표시 = array.array('i', [100,200,300])

인쇄(마크)

배열 선언은 다음을 통해 수행할 수 있습니다.

arrayName = array.array(데이터 유형의 유형 코드, [배열, 항목])

이것은 그림 3 에 나타낼 수 있습니다.

원천

그림 3: 파이썬에서 배열 선언

배열 생성에 사용되는 중요한 용어:

• Identifier: 변수명과 같이 지정해야 하는 이름
• 모듈: 배열이라는 특수 모듈을 파이썬에서 가져와야 합니다.
• 방법: 파이썬에서 배열을 초기화하는 특정 방법입니다. 두 개의 인수, typecode 및 요소를 먹었습니다.
• 유형 코드: 데이터 유형은 사용 가능한 유형 코드로 지정되어야 합니다.
• 요소: 배열 요소는 대괄호 안에 지정해야 합니다(예: [200,400,100.]).

사용 가능한 유형 코드는 다음과 같습니다.

어레이 작업

데이터 구조 및 알고리즘을 사용할 수 있으므로 모든 유형의 데이터 구조에서 여러 작업을 수행할 수 있습니다. 배열 데이터 구조 에는 추가, 삭제, 액세스 및 요소 업데이트와 같은 작업이 있을 수 있습니다.

파이썬 데이터 구조 의 배열에서 수행할 수 있는 작업 은 다음과 같습니다.

1. 배열에 요소 추가

• 내장 insert() 함수는 배열에 요소를 추가하는 데 사용됩니다.

• 사용 구문 : arrayName.insert(인덱스, 값)

• insert() 함수를 통해 하나 이상의 요소를 배열에 추가할 수 있습니다.
• 요소는 배열의 시작 부분이나 Input: append() 함수 를 사용하여 특정 위치에 추가할 수 있습니다 .

배열 가져오기

표시 = array.array('i', [200,500,600])

mark.insert(1, 150)

출력: array('i', [200,150,500,600])

코드가 있는 예는 아래에서 가져온 것입니다.

코드 출력:

원천

2. 배열의 요소 삭제

• 요소는 해당 값을 통해 배열에서 삭제할 수 있습니다.

• 사용된 구문: arrayName.remove(값)
• 예: 100, 300, 200, 500, 800 요소가 있는 배열에서 250 값을 추가한 후 제거합니다.

입력:

배열 가져오기

표시 = array.array('i', [100,300,200,500,800])

mark.insert(1, 250)

인쇄(마크)

mark.remove(250)

출력: array('i', [100,300,200,500,800])

에서 가져온 코드의 예

원천

코드 출력:

3. 배열의 요소에 접근하기

• 인덱스 연산자 [ ] 는 배열의 요소에 액세스하는 데 사용됩니다.
• 인덱스 번호는 배열의 모든 요소에 액세스하는 데 사용됩니다 .

코드의 예는 다음에서 가져온 것입니다.

코드 출력:

원천

4. 배열에서 요소 검색.

• 내장된 index() 메서드는 배열의 요소를 검색하는 데 사용됩니다.

• 검색할 요소의 인덱스 값은 함수에 의해 반환됩니다.
• 예: 요소 100, 250, 300, 200, 500, 800의 배열에서 요소 250을 검색합니다.

입력: 배열 가져오기

표시 = array.array('나', [100,250,300,200,500,800])

인쇄(marks.index(250))

출력: 1

배열의 요소를 검색하는 코드

코드의 출력은

원천

3. 배열의 요소 업데이트

• 요소를 업데이트하는 프로세스는 기존 값을 업데이트하는 동안 지정된 인덱스에서 대체된다는 유일한 차이점이 있는 삽입 방법과 유사합니다.
• 새 값은 배열의 요소를 업데이트하기 위해 인덱스에 재할당됩니다.
• 예: 요소 100, 250, 300, 200, 500 및 800의 배열에서 요소 250을 350으로 업데이트합니다.

입력: 배열 가져오기

표시 = array.array('i', [100,250,300,200,500,800])

마크[1] = 350

산출:

배열('i', [100,350,300,200,500,800])

요소 업데이트를 보여주는 코드는 다음과 같습니다.

코드의 출력은

원천

어레이의 장점

• 각 요소에 대해 별도의 변수를 생성하는 대신 단일 변수에 여러 값을 저장할 수 있습니다.
• 배열을 사용하여 여러 값을 쉽고 빠르게 처리할 수 있습니다.
• 배열의 요소를 더 빠르게 정렬하고 검색할 수 있습니다.

결론

이 기사에서는 특별한 유형의 데이터 구조, 즉 배열 및 관련 작업에 대해 설명했습니다. 기본 개념을 사용하면 실제 문제를 대상으로 하는 보다 복잡한 프로그램을 구축할 수 있습니다. 파이썬에서 데이터 구조 개념의 기초를 강화하려면 upGrad 의 데이터 과학 이그 제 큐 티브 PG 프로그램 의 다음 과정을 참조하십시오. 이 과정은 IIIT-Bangalore의 인증을 받았으며 업계로의 여정을 준비하기 위한 14개 이상의 프로그래밍 도구와 언어가 있습니다. 21세에서 45세 사이의 초급 전문가를 위해 특별히 설계되었습니다. 따라서 여기서 학습을 멈추지 말고 upGrad 과정을 통해 기계 학습 세계에서 언어와 응용 프로그램을 파악하십시오. 질문이 있는 경우 지원 팀이 도움을 드릴 것입니다.