C++ 단일 연결 리스트에서 소수 노드 모두 삭제하는 방법

이 튜토리얼에서는 단일 연결 리스트(Singly Linked List)에서 소수(prime) 값을 가진 노드를 모두 삭제하는 방법을 알아보겠습니다.

먼저 문제를 해결하기 위한 전체적인 흐름을 살펴보겠습니다.

문제 해결 단계

• 데이터(data)와 다음 노드 포인터(next)를 가지는 구조체(struct)를 정의합니다.

• 단일 연결 리스트에 새 노드를 삽입하는 함수를 작성합니다.

• 테스트용 더미 데이터로 단일 연결 리스트를 초기화합니다.

• 연결 리스트를 처음부터 끝까지 순회하며, 현재 노드의 데이터가 소수인지 판별합니다.

• 현재 데이터가 소수라면 해당 노드를 삭제합니다.

• 노드를 삭제하는 별도의 함수를 작성합니다. 노드를 삭제할 때는 아래 세 가지 경우를 반드시 고려해야 합니다.

  • 헤드(head) 노드인 경우: 헤드 포인터를 다음 노드로 이동시킵니다.

  • 중간 노드인 경우: 이전 노드의 next 포인터를 다음 노드에 연결합니다.

  • 마지막 노드인 경우: 이전 노드의 링크(next 포인터)를 제거합니다.

구현 예제 코드

위의 단계를 바탕으로 작성한 전체 코드입니다.

#include <bits/stdc++.h>
using namespace std;
struct Node {
    int data;
    Node *next;
};
void insertNode(Node** head_ref, int new_data) {
    Node* new_node = (Node*)malloc(sizeof(struct Node));
    new_node->data = new_data;
    new_node->next = (*head_ref);
    (*head_ref) = new_node;
}
bool isPrime(int n) {
    if (n <= 1) {
        return false;
    }
    if (n <= 3) {
        return true;
    }
    if (n % 2 == 0 || n % 3 == 0) {
        return false;
    }
    for (int i = 5; i * i <= n; i = i + 6) {
        if (n % i == 0 || n % (i + 2) == 0) {
            return false;
        }
    }
    return true;
}
void deleteNode(Node** head_ref, Node* del) {
    struct Node* temp = *head_ref;
    if (*head_ref == NULL || del == NULL) {
        return;
    }
    if (*head_ref == del) {
        *head_ref = del->next;
    }
    while (temp->next != del) {
        temp = temp->next;
    }
    temp->next = del->next;
    free(del);
    return;
}
void deletePrimeNodes(Node** head_ref) {
    Node* temp = *head_ref;
    Node* next;
    while (temp != NULL) {
        next = temp->next;
        if (isPrime(temp->data)) {
            deleteNode(head_ref, temp);
        }
        temp = next;
    }
}
void printLinkedList(Node* head) {
    while (head != NULL) {
        cout << head->data << " -> ";
        head = head->next;
    }
}
int main() {
    Node* head = NULL;
    insertNode(&head, 1);
    insertNode(&head, 2);
    insertNode(&head, 3);
    insertNode(&head, 4);
    insertNode(&head, 5);
    insertNode(&head, 6);
    cout << "Linked List before deletion:" << endl;
    printLinkedList(head);
    deletePrimeNodes(&head);
    cout << "\nLinked List after deletion:" << endl;
    printLinkedList(head);
}

실행 결과

위 프로그램을 실행하면 다음과 같은 결과를 얻을 수 있습니다.

Linked List before deletion:
6 -> 5 -> 4 -> 3 -> 2 -> 1 ->
Linked List after deletion:
6 -> 4 -> 1 ->

코드 핵심 포인트

• isPrime 함수: 6k±1 최적화 기법을 사용하여 제곱근까지만 검사함으로써 소수 판별 속도를 높였습니다.

• deleteNode 함수: 삭제 대상 노드가 헤드 노드인지 여부를 먼저 확인한 뒤, 이전 노드를 찾아 링크를 재조정하고 메모리를 해제(free)합니다.

• deletePrimeNodes 함수: 노드를 삭제하기 전에 미리 다음 노드의 주소를 저장해 두기 때문에, 삭제 후에도 안전하게 순회를 계속할 수 있습니다.

마무리

이 튜토리얼에 대해 궁금한 점이나 추가 질문이 있다면 댓글로 남겨주세요.