[C#] 자료구조의 역사

Visual Studio를 통해 C# 프로젝트를 생성하고 스크립트를 생성하면 가장 위에 using 문 세 줄이 나오는데요,

오늘은 이 세 줄의 using문을 참고하여 자료구조의 역사에 대해 알아보겠습니다.

현재 만들고자 하는 프로그램에 적합한 자료구조를 선택하여 코드를 작성합니다.(코드 최적화에 도움)

System에서 Generic Collection까지의 발전 과정을 느껴보세요.

 

using System;
using System.Collections;
using System.Collections.Generic;

 

C# 구조 파악 정리글(참고 블로그)

https://vansoft1215.tistory.com/53

[문과 코린이의 IT 기록장] C# - C# 기초 이해하기 (using System이란?, using static System.Console;, namespace _2

 

 

1. System 네임스페이스

일반적으로 사용되는 값과 참조 데이터 형식, 이벤트와 이벤트 처리기, 인터페이스, 특성, 예외 처리 등을 정의하는 핵심 클래스 및 기본 클래스가 포함되어 있습니다.

 

API 문서

클래스간 상하관계 파악 및 세부내용 공부용

https://learn.microsoft.com/ko-kr/dotnet/api/system?view=net-8.0#interfaces

System 네임스페이스

 

 

 

2. 컬렉션(Collection) 클래스

프로그래밍에서 데이터(자료)를 효율적으로 관리하는 것은 아주 중요한 일입니다.

자료구조란, 데이터를 구조적으로 표현하고 구현하는 중요한 알고리즘 입니다.

 

컬렉션(Collection)은 C#에서 지원하는 자료구조 클래스 입니다.

컬렉션의 종류는 대표적으로 ArrayList, Stack, Queue, Hashtable 등이 있습니다.

ArrayList
Stack
Queue
Hashtable

 

컬렉션은 object 형식을 사용하여 데이터를 관리하기 떄문에, 박싱(Boxing)과 언박싱(Unboxing)이 발생합니다.

그래서 컬렉션을 많이 사용하게 되면, 프로그램의 성능 저하가 옵니다.

 

성능 이유로 현재 C#에서는 컬렉션을 잘 사용하지 않습니다.

 

 

using 지시문

using System.Collections;

 

 

컬렉션 클래스의 사용

using System;
using System.Collections;

namespace StudyCShap
{
    class StudyCollections
    {
        static void Main()
        {
            ArrayList list_value = new ArrayList();
            Stack stack_value = new Stack();
            Queue que_value = new Queue();
            Hashtable table_value = new Hashtable();

            list_value.Clear();
            stack_value.Clear();
            que_value.Clear();
            table_value.Clear();

            for (int i = 0; i < 26; i++)
            {
                list_value.Add((char)(i + 'A') + "");
                stack_value.Push((char)(i + 'A') + "");
                que_value.Enqueue((char)(i + 'A') + "");
                table_value.Add(i, (char)(i + 'A') + "");
            }

            Console.WriteLine("요소 개수 : {0}\n", list_value.Count);
            Console.WriteLine("요소 개수 : {0}\n", stack_value.Count);
            Console.WriteLine("요소 개수 : {0}\n", que_value.Count);
            Console.WriteLine("요소 개수 : {0}\n", table_value.Count);

            string msg1 = list_value[5] as string;
            Console.WriteLine("{0} 요소 개수: {1}\n", msg1, list_value.Count);
            string msg2 = stack_value.Pop() as string;
            Console.WriteLine("{0} 요소 개수: {1}\n", msg2, stack_value.Count);
            string msg3 = que_value.Dequeue() as string;
            Console.WriteLine("{0} 요소 개수: {1}\n", msg3, que_value.Count);
            string msg4 = table_value[5] as string;
            Console.WriteLine("{0} 요소 개수: {1}\n", msg4, table_value.Count);

        }
    }
}

 

 

 

 

3. 제네릭 컬렉션(Generic Collection) 클래스

컬렉션의 성능 문제로 인해 대신 사용하는 것이 제네릭 컬렉션 입니다.

제네릭 컬렉션은 데이터 형식을 일반화(generalization)하여 사용하기 때문에 컬렉션에 비해 성능 문제가 적습니다.

제네릭 컬렉션은 List<T>, Dictionary<T>, Stack<T>, Queue<T> 등의 클래스가 있습니다.

 

 

API 문서

https://learn.microsoft.com/ko-kr/dotnet/api/system.collections.generic?view=net-8.0

System.Collections.Generic 네임스페이스

 

 

using 지시문

using System.Collections.Generic;

 

3.1 List<T> 클래스

List<T> 클래스는 배열 크기를 바꿀 수 있는 가변배열입니다.

기존의 배열은 미리 크기를 정하고 사용해야 하나, List<T>를 사용하게 되면 자유롭게 배열의 크기를 조절할 수 있습니다.

Add, Insert 메소드를 사용하여 데이터를 저장할 수 있고, Remove 메소드를 통해 데이터를 지울 수 있습니다.

속성	설명
Capacity	크기를 조정하지 않고 내부 데이터 구조가 보유할 수 있는 전체 요소 수를 가져오거나 설정한다.
Count	List에 있는 요소의 개수를 가져온다.
Item[Int32]	지정한 인덱스에 있는 요소를 가져오거나 설정한다.

using System;
using System.Collections.Generic;

namespace StudyCShap
{
    class LIstExample
    {
        void ListExample_()
        {
            List<string> list = new List<string>();

            // 동적 추가
            list.Add("1번째");
            list.Add("2번째");
            list.Add("3번째");
            list.Add("4번째");

            Console.WriteLine(list[1]);         // 2번째
            Console.WriteLine(list.Capacity);   // 4
            Console.WriteLine(list.Count);      // 4

            list.RemoveAt(2);                   // 1번째 3번째 4번째
            list.Remove("4번째");               // 1번째 3번째
            list.Insert(0, "새 0번째");         // 새 0번째 1번째 3번째

        }
    }
}

 

 

 

3.2 Dictionary<T>

Dictionary는 키(Key)와 값(Value)을 한쌍으로 저장하는 자료구조 입니다.

키 값은 유일해야 하며, 키 값에서 값을 찾기 때문에 빠른 검색이 가능합니다.

속성	설명
Comparer	사전에 대한 키의 일치 여부를 확인하는 데 사용되는 IEqualityComparer<T>를 가져온다.
Count	Dictionary<TKey,TValue>에 포함된 키/값 쌍의 수를 가져온다.
Item[TKey]	지정된 키와 연결된 값을 가져오거나 설정한다.
Keys	Dictionary<TKey,TValue>의 키를 포함하는 컬렉션을 가져온다.
Values	Dictionary<TKey,TValue>의 값을 포함하는 컬렉션을 가져온다.

using System;
using System.Collections.Generic;

namespace StudyCShap
{
    class DictionaryExample
    {
        void DictionaryExample_()
        {
            Dictionary<int, string> dictionary = new Dictionary<int, string>();
            dictionary.Add(101, "1번째");
            dictionary.Add(102, "2번째");
            dictionary.Add(103, "3번째");
            dictionary.Add(104, "4번째");

            foreach (var item in dictionary)
            {
                Console.Write($"{item.Key} {item.Value}");
                // 출력: 101 1번째 102 2번째 103 3번째 104 4번째
            }

            foreach (var key in dictionary.Keys)
            {
                Console.Write(key);
                // 출력: 101 102 103 104
            }

            foreach (var value in dictionary.Values)
            {
                Console.Write(value);
                // 출력: 1번째 2번째 3번째 4번째
            }

            Console.Write($"{dictionary[101]}");
            // 출력: 1번째

        }
    }
}

 

 

3.3 Stack<T> 클래스

Stack<T> 클래스는 후입선출(LIFO, Last In First Out) 자료구조 입니다.

후입선출이란 나중에 들어온 데이터가 먼저 출력된다는 뜻입니다.

Stack(스택)

using System;
using System.Collections.Generic;

namespace StudyCShap
{
    class StackExample
    {
        public void StackExample_()
        {
            Stack<string> stack = new Stack<string>();
            stack.Push("1번째");
            stack.Push("2번째");
            stack.Push("3번째");

            foreach (var item in stack)
            {
                Console.Write(item);        // 3번째 2번째 1번째
            }

            Console.WriteLine(stack.Peek().ToString()); // 3번째

            stack.Pop();

            foreach (var item in stack)
            {
                Console.WriteLine(item);    // 2번째 1번째
            }

        }
    }
}

 

 

3.4 Queue<T> 클래스

Queue<T> 클래스는 선입선출(FIFO, First In First Out) 자료구조 입니다.

Queue(큐)

using System;
using System.Collections.Generic;

namespace StudyCShap
{
    class QueueExample
    {
        public void QueueExample_()
        {
            Queue<string> queue = new Queue<string>();

            queue.Enqueue("1번째");
            queue.Enqueue("2번째");
            queue.Enqueue("3번째");

            foreach (var item in queue)
            {
                Console.WriteLine(item);     // 1번째 2번째 3번째
            }

            Console.WriteLine(queue.Peek()); // 1번째

            queue.Dequeue();

            foreach (var item in queue)
            {
                Console.WriteLine(item);     // 2번째 3번째
            }
        }
    }
}

 

 

 

 

참고 블로그

https://coderzero.tistory.com/entry/%EC%9C%A0%EB%8B%88%ED%8B%B0-C-%EA%B0%95%EC%A2%8C-21-%EC%A0%9C%EB%84%A4%EB%A6%AD-%EC%BB%AC%EB%A0%89%EC%85%98General-Collection

[유니티 C# 강좌] 21. 제네릭 컬렉션(General Collection)