추상화, 추상자료형(ADT), 자료구조

추상화 (Abstraction)

추상화는 복잡한 시스템이나 개념에서 핵심적인 부분만을 선별하여 표현하는 과정입니다. 이를 통해 세부적인 구현이나 복잡성을 감추고, 사용자나 개발자가 필요한 기능이나 인터페이스에만 집중할 수 있습니다.

예시

• 자동차 운전자는 엔진의 내부 작동 방식을 알 필요 없이, 핸들과 페달 등 기본 조작에만 집중합니다.
• 프로그래밍에서 함수나 클래스를 사용할 때, 내부 구현보다는 입력과 출력에만 관심을 가집니다.

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추상 자료형 (Abstract Data Type, ADT)

추상 자료형은 데이터와 그 데이터에 적용할 수 있는 연산을 수학적으로 정의한 모델입니다. 구체적인 구현 방법은 감추어져 있으며, 외부에서는 정의된 인터페이스를 통해서만 접근할 수 있습니다.

특성

• 인터페이스 정의: 어떤 연산들이 가능한지 명시합니다.
• 구현의 은닉: 실제로 어떻게 구현되는지는 감춥니다.
• 데이터와 연산의 결합: 데이터와 그 데이터에 대한 연산이 하나의 단위로 묶여 있습니다.

예시

• 스택(Stack): 후입선출(LIFO) 구조로, push, pop 등의 연산이 정의됩니다.
• 큐(Queue): 선입선출(FIFO) 구조로, enqueue, dequeue 등의 연산이 정의됩니다.
• 리스트(List): 순차적으로 데이터를 저장하며, 삽입, 삭제, 검색 등의 연산이 가능합니다.

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자료구조 (Data Structure)

자료구조는 데이터를 저장하고 조직화하는 구체적인 방식이나 구조를 말합니다. 효율적인 데이터 접근과 수정을 가능하게 하며, 추상 자료형의 실제 구현체로서 기능합니다.

 

종류

(선형적 관계)

• 배열(Array): 동일한 타입의 요소를 연속된 메모리 공간에 저장
• 연결 리스트(Linked List): 각 요소가 다음 요소에 대한 참조를 가지고 있는 구조

(계층적 관계)

• 트리(Tree): 계층적인 관계를 나타내는 비선형 구조

(연결 관계)

• 그래프(Graph): 노드와 노드 간의 관계를 나타내는 구조

(기타 관계)

• 해시 테이블(Hash Table): 키를 이용하여 데이터에 빠르게 접근할 수 있는 구조

특성:

• 시간 및 공간 복잡도: 데이터의 삽입, 삭제, 검색 등의 연산에 대한 효율성이 중요합니다.
• 구현 방식: 프로그래밍 언어나 목적에 따라 다양한 방식으로 구현될 수 있습니다.

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자료구조 : 추상 자료형를 실제로 구현한 것

• 추상화는 복잡한 시스템을 이해하기 쉽게 만들기 위한 일반적인 개념으로, 추상 자료형과 자료구조 모두 추상화의 원칙을 따릅니다.
• 추상 자료형(ADT)은 데이터와 그에 대한 연산을 정의한 수학적 모델로, 구현을 숨기고 인터페이스만을 제공합니다. 이는 추상화의 적용으로, 사용자에게 필요한 기능만을 노출합니다.
• 자료구조는 추상 자료형을 실제로 구현한 것입니다. 즉, 추상 자료형에서 정의된 연산과 데이터를 실제 프로그래밍 환경에서 구현하여 사용할 수 있게 합니다.

예시

• 스택(추상 자료형): 후입선출 구조를 가진 추상 자료형이며, push, pop 등의 연산이 정의되어 있습니다.
• 자료구조로서의 스택 구현: 배열이나 연결 리스트를 사용하여 스택을 실제로 구현합니다.
  • 배열 기반 스택: 배열을 사용하여 스택을 구현하며, 크기가 고정됩니다.
  • 연결 리스트 기반 스택: 연결 리스트를 사용하여 스택을 구현하며, 동적으로 크기가 조절됩니다.