[컴퓨터 공학] 자료구조 큐(queue)란 무엇일까?

자료구조는 컴퓨터 과학의 중요한 기초 개념입니다. 그 중에서도 큐(Queue)는 실전에서도 많이 사용되며 유용하게 사용되는 자료구조입니다. 오늘은 큐의 정의, 동작 원리, 종류, 그리고 사용 사례에 대해 알아보겠습니다.

자료구조 큐

큐(queue)란 무엇인가?

큐(Queue)는 데이터를 순서대로 저장하고 처리하는 선형 자료구조입니다. 큐는 “First In, First Out(FIFO)” 원칙을 따릅니다. 즉, 먼저 들어간 데이터가 먼저 나오는 구조를 갖고 있습니다. 큐의 이러한 특성은 많은 실세계 문제를 해결하는 데 유용하게 활용됩니다.

큐의 동작 원리

큐의 기본 동작은 아래와 같습니다:

삽입(Enqueue): 큐의 끝(Rear)에 새로운 데이터를 추가합니다.

삭제(Dequeue): 큐의 앞(Front)에 있는 데이터를 제거합니다.

참조(Peek or Front): 큐의 앞에 있는 데이터를 제거하지 않고 참조합니다.

비어있는지 확인(IsEmpty): 큐가 비어 있는지 여부를 확인합니다.

큐의 구현은 주로 배열(Array) 또는 연결 리스트(Linked List)를 사용하여 이루어집니다.

큐의 종류

큐에는 여러 종류가 있으며, 각기 다른 용도로 사용됩니다:

큐(Pure Queue): 기본적인 FIFO 구조를 따릅니다.

원형 큐(Circular Queue): 배열의 처음과 끝이 연결되어 원형처럼 동작하는 큐입니다. 메모리 효율성을 높일 수 있습니다.

우선순위 큐(Priority Queue): 데이터가 들어온 순서가 아니라 우선순위에 따라 처리되는 큐입니다. 주로 힙(Heap) 자료구조를 사용하여 구현됩니다.

이중 끝 큐(Deque, Double-Ended Queue): 양쪽 끝에서 삽입과 삭제가 모두 가능한 큐입니다.

큐의 사용 사례

큐는 실제 개발할 때 굉장히 많이 사용되며 사용 예시는 아래와 같습니다.

  1. 프로세스 관리: 운영체제는 프로세스 스케줄링을 큐를 사용하여 관리합니다.
  2. 데이터 스트림 처리: 네트워크 데이터 패킷 전송에서 큐를 사용하여 데이터를 순서대로 처리합니다.
  3. 그래프 탐색: BFS(Breadth-First Search) 알고리즘에서 큐는 필수적인 역할을 합니다.

큐 구현 예제 (Python)

큐는 다양한 문제를 해결하는 데 필수적인 자료구조입니다. 큐의 기본 개념과 동작 원리를 이해하고, 다양한 종류와 사용 사례를 학습하면 실전에서 효과적으로 활용할 수 있습니다.

Leave a Comment