Contents
片方向リストと単方向リストとは？データ構造の基本概念をわかりやすく解説
はじめに
データ構造とは、コンピュータにおけるデータの保存方法や操作方法を決める基本的な考え方のことです。その中でも、片方向リストと単方向リストはよく使われるデータ構造です。この記事では、片方向リストと単方向リストとは何かを解説し、それらを活用する上でのメリットやデメリットについても触れていきます。
片方向リストとは？
片方向リストとは、要素が1つずつ順番に並んだデータ構造のことで、各要素は次の要素へのリンクを持ちます。ただし、各要素が前の要素を参照できないことが、片方向リストの特徴です。
例えば、以下のような片方向リストがあるとします。
“`
[1]->[2]->[3]->[4]->[5]
“`
この場合、要素1は次の要素2へのリンクを持ち、要素2は次の要素3へのリンクを持ち、要素3は次の要素4へのリンクを持ち、…というように、各要素が次の要素へのリンクを持っています。ただし、要素1は前の要素を参照できず、一方的なリスト構造になっています。
単方向リストとは？
単方向リストとは、片方向リストと同様に、要素が1つずつ順番に並んだデータ構造のことです。ただし、単方向リストは各要素が次の要素へのリンクのほかに、前の要素へのリンクを持つことができます。つまり、各要素が前後の要素を参照できる、双方向リストの一種です。
例えば、以下のような単方向リストがあるとします。
“`
[1]<->[2]<->[3]<->[4]<->[5]
“`
この場合、要素1は次の要素2へのリンクと前の要素がないことを表すnullへのリンクを持ち、要素2は前の要素1へのリンクと次の要素3へのリンクを持ち、要素3は前の要素2へのリンクと次の要素4へのリンクを持ち、…というように、各要素が前後の要素へのリンクを持っています。これにより、各要素が前後の要素を参照できる、双方向リスト構造になっています。
片方向リストと単方向リストのメリットとデメリット
片方向リストと単方向リストのメリットとデメリットを挙げてみます。
片方向リストのメリット
・要素数が可変で、削除や挿入が容易に行えるため、メモリ効率がよい。
・リストの逆順アクセスが必要ない場合、単方向リストよりも簡単に実装できる。
片方向リストのデメリット
・逆順アクセスが必要になる場合、先頭から順にたどる必要があり、処理時間がかかる。
単方向リストのメリット
・片方向リストよりも、逆順アクセスが容易に行える。
・検索や挿入、削除処理を行う場合、片方向リストと同様に効率がよい。
単方向リストのデメリット
・リストの各要素が前後の要素を参照できるようになるため、片方向リストよりもメモリ使用量が増える。
まとめ
この記事では、片方向リストと単方向リストとは何かを解説し、それぞれのメリットやデメリットについて触れました。データ構造を正しく理解し、適切に活用することで、コンピュータプログラムの効率的な処理が可能になります。是非この記事を参考に、データ構造の基礎を学んでみてください。