Kotlin에서 트리 알고리즘 구현하기: 기본부터 고급까지

트리 구조는 계층적인 데이터를 모델링하는 데 아주 유용하며, 파일 시스템, 데이터베이스 인덱스, XML 파싱 등 다양한 분야에서 활용됩니다. 트리 알고리즘은 이러한 구조에서 정보를 검색, 추가, 삭제하는 방법을 제공합니다. Kotlin의 간결하고 읽기 쉬운 문법을 활용해 트리 관련 알고리즘을 구현하는 방법을 소개합니다. 이 글에서는 트리의 기본 구조 정의부터 이진 탐색 트리, 트리의 순회 방법까지 다룹니다.

트리 구조 정의

트리는 노드(Node)와 노드를 연결하는 간선(Edge)으로 구성됩니다. 각 노드는 하나의 부모 노드와 여러 개의 자식 노드를 가질 수 있습니다. Kotlin에서 간단한 트리 구조를 클래스로 정의하는 방법은 다음과 같습니다:

class TreeNode<T>(val value: T) {
    val children: MutableList<TreeNode<T>> = mutableListOf()

    fun addChild(node: TreeNode<T>) {
        children.add(node)
    }
}

 

 

이진 탐색 트리

이진 탐색 트리(Binary Search Tree, BST)는 각 노드가 최대 두 개의 자식을 가지며, 왼쪽 자식 노드는 부모 노드보다 작고, 오른쪽 자식 노드는 부모 노드보다 큰 값을 가지는 특성을 가진 트리입니다. BST에서 데이터를 추가하고 검색하는 방법은 다음과 같습니다:

class BinaryNode<T : Comparable<T>>(val value: T) {
    var left: BinaryNode<T>? = null
    var right: BinaryNode<T>? = null

    fun insert(newValue: T) {
        if (newValue < value) {
            if (left == null) {
                left = BinaryNode(newValue)
            } else {
                left?.insert(newValue)
            }
        } else {
            if (right == null) {
                right = BinaryNode(newValue)
            } else {
                right?.insert(newValue)
            }
        }
    }
}

 

트리의 순회

트리의 순회는 트리에 포함된 모든 노드를 방문하는 과정을 말하며, 주로 세 가지 방법이 있습니다: 전위 순회(Pre-order), 중위 순회(In-order), 후위 순회(Post-order).

• 전위 순회(Pre-order): 루트를 먼저 방문한 후, 왼쪽 하위 트리와 오른쪽 하위 트리를 순회합니다.
• 중위 순회(In-order): 왼쪽 하위 트리를 먼저 순회한 후, 루트를 방문하고, 마지막으로 오른쪽 하위 트리를 순회합니다. 이 방법은 BST에서 사용하면 정렬된 순서로 노드를 방문할 수 있습니다.
• 후위 순회(Post-order): 왼쪽 하위 트리와 오른쪽 하위 트리를 먼저 순회하고, 마지막으로 루트를 방문합니다.

Kotlin을 사용하여 트리 구조를 모델링하고, 기본적인 트리 알고리즘을 구현하는 방법을 알아보았습니다. 트리는 프로그래밍에서 매우 중요한 자료 구조 중 하나이며, Kotlin의 강력한 기능을 활용하여 이를 효과적으로 구현할 수 있습니다. 이를 통해 데이터를 효율적으로 관리하고 처리하는 데 필요한 알고리즘을 개발할 수 있습니다.