코딩을 하면서 많이 드는 생각 중 하나는 "직접 작성하는 것이 좋은가? 다른 라이브러리나 소스를 사용하는 것이 좋은가?"에 대한 선택이 생각외로 많다는 것이다. 물론, 처음 공부하는데 있어서 너무 라이브러리에 의존하면 결과는 빨리 나오겠지만 자신의 코딩실력이 많이 늘지는 않을 것이고, 모든 것을 다 작성한다면 그 결과가 나오는 속도는 느리니깐 업무적으로는 빵점이 될 것이 당연하다. 어떻게 보면, 일반 C 배열과 vector의 사용여부와 연결리스트를 직접 코딩하는 것과 list를 사용하는 것이 그런 선택일 수도 있다.

하지만, printf()나 scanf()와 같은 함수는 가져다 쓰는 것을 당연하게 생각하면서, 유독 자료구조에만 날코딩을 주장하는 것은 어불성설이라고 개인적으로 생각한다. 물론 자료구조는 한두번정도는 날코딩을 해봐야하지만 그건 어디까지나 스터디에 대한 이야기고, 업무적으로는 안정적인 라이브러리를 이용하는 것도 하나의 능력이 될 수 있기 때문이다.

나는 STL을 접하기 이전에는 거의 손수 자료구조를 작성하는 편이었다. (물론 STL이 현존하는 모든 자료구조를 담고 있는 것은 아니다) 손수 작성할때 가장 많이 성가시게 느껴졌던 것은 이진트리도 아니고, 복잡한 A* 알고리즘을 구현할 때도 아닌 바로 배열을 사용할 때였다. 생각보다 많은 부분에서 사용하는 데도 불구하고, 메모리를 생성하고 해제해야하는 부담감, 일정 용량이상은 넣을 수 없고, 어떤 배열을 다른 배열로 복사할 때의 그 복잡함등이 나를 괴롭하는 요인이었다.

STL은 확실히 이런 고민들을 덜어준다. MS VC에 포함된 STL이 버그가 많다라는 점만 빼고...-_-a (개인적으로 STLPort를 추천한다) 물론 세상의 모든 라이브러리가 그렇듯이 STL이 모든 일을 다해주는 신과 같은 존재는 아니다. STL은 가정부같은 존재이다. 귀찮은 일을 어느정도 해주지만, 정작 집주인은 계속 신경을 써주어야하는 존재같은 거 말이다. (게다가 가정부가 어떻게 물건들을 정리하는 지에 대한 확인도 필요할 것이다. ^^) 이 글에서는 배열이라는 것을 사용할 때 개인적으로 STL의 vector, deque, list의 기초적인 사용법에 대해서 논하고 있음을 밝힌다. 일반적인 배열과 연결리스트는 알고 있다고 하고 진행하도록 하겠다. 아마도 STL을 처음 접하는 사람에게 이 글이 처음 시작하기에 도움이 되었으면 하는 바램이다.

개인적으로 Effective STL이란 책을 무지무지 감명깊게 읽었다. 번역서가 인포북에서 동명의 책으로 출간되었으니 참고 바란다. (영어가 짧은 까닭에 나도 이 책으로 STL의 많은 부분을 다시 알게 되었다) 이 글도 알게모르게 이 책을 아주 많이 참고하고 있음을 밝힌다. ^_^a

다시 한번 말하지만, 이 글은 기초적인 내용을 담고 있다. vector와 list에 대해서 알고 있는 사람은 안봐도 좋다.

일반적으로 C 에서 보통 사용하는 배열은 다음과 같이 선언한다.

int c[40]; // 40개의 값을 넣을 수 있다.

위 방법은 다음과 같은 단점이 있다.

1. 40개라는 정보를 차후 프로그램상에서 알려면 별도의 변수를 만들거나 매크로(#define문)를 선언해야한다.
2. 40개 이상의 정보를 넣을 수 없다. 즉, c[40] = 10;이라고 실행하면 그 즉시 보호오류가 일어나고 프로그램은 종료한다.
   
   

물론 C 기본 문법을 가지고 뭐라고 하고 싶은 건 아니다. 포인터 연산등과 같은 하위 처리를 위해서면 위와 같은 일반 C 배열을 사용해야 하는 경우도 있다. 하지만 위 2가지 문제는 계속 안고 가야한다. 이것은 vector를 사용하면 간단히 해결된다.

#include <vector>

using namespace std;

vector<int> c;

엇, 길이를 선언할때 지정하지 않네? 라고 생각이 들 것이다. 물론 배열의 길이도 명시할 수 있고, 초기값도 써줄 수 있다.

vector<int> c(10, 0);

이것은 10칸의 int 배열을 만들고, 각 칸을 0으로 초기화하라는 뜻이 된다. 일단 위와 같이 선언하면 다음과 같은 문법들이 가능하다.

c[30] = 10;

c의 30번째 항목의 값은 10이다.

printf("%d\n", c.size());

위 문장은 c의 길이를 출력한다.

요약해보면, vector의 장점은 다음과 같다.

1. 끝에 요소를 추가하면 자동으로 그 길이가 늘어난다.
2. 초기화 및 해제를 자동으로 수행한다.
3. 초기화때 배열의 길이를 명시함과 동시에 값의 초기화도 간편하게 실행할 수 있다.
   
   

vector와 deque은 정적배열을 나타내고, list는 양방향 연결리스트를 나타낸다는 이야기를 먼저해야겠다. 즉, 셋 모두 '배열'이란 것을 나타내지만, 각각의 연산이나 동작을 수행할 때 경우에 따라 성능이 다르기 때문에 다음과 같을 때 사용하면 좋다.

컨테이너	사용해야할경우	(가급적)사용하지말아야할경우
vector	배열의 임의의 위치의 값을 빈번하게 읽어들여야 할 경우. 값의 추가작업은 배열의 끝에서만 발생할 경우.	읽기작업보다 배열의 중간의 삽입/삭제가 빈번히 일어날 경우.배열의 끝이 아닌 앞으로도 추가작업이 일어날 경우.
deque	값 추가작업은 배열의 처음, 끝 양쪽에서 발생할 수 있으며, 여전히 임의의 위치의 값을 빈번하게 읽어들여야 할 경우.	배열의 처음에 요소를 추가할 필요가 없을 경우. 배열의 중간에 값의 삽입/삭제가 필요할 경우.
list	배열을 검색하는 것만큼 삽입/삭제가 빈번하게 발생할 경우.	임의의 위치의 값을 읽어야 할 경우.

위 표에서 보면, vector와 deque은 거의 비슷한 경우임을 볼 수 있고, list와 vector/deque은 서로 사용해야 할 경우가 반대임을 알 수 있다. vector와 deque의 경우를 좀더 자세하게 나누어 보면 다음과 같다.

• vector는 배열의 최대 용량을 예약하는 것이 가능하다. (reserve() 맴버함수) deque은 이것이 불가능하다. 게다가, c_str()함수를 사용하여, 일반 C 배열을 사용하는 C 기반의 함수들과 호환될 수 있다.
• deque은 배열의 앞에 값을 추가/삭제하는 것이 vector보다 훨씬 빠르다. 다른 함수들은 vector의 것들과 거의 비슷한 속도를 가진다.
  
  

위 차이점을 정확히 인지하고 경우에 따라 사용하는 것이 좋다. 다시 강조하지만, vector, deque, list모두 같은 개념상의 '배열'이지만, 사용하는 상황에 따라 '효율'이 달라짐을 명심하자.

배열을 가지고 처리하는 가장 흔한 코드중 하나가 루프이다. 예를 들면, 배열상의 모든 값을 화면에 출력한다거나 하는 경우가 그런 경우이다. (이것은 for_each 알고리즘이란 것을 사용하여 구현하는 것이 좋지만, 여기서는 직접 구현할 경우를 생각하도록 한다.) 예제로 다음과 같이 선언되어있다고 하자.

list<string> sample_list;
list<string>::Iterator pList;

앞에서 언급한 배열구조 중 list를 사용해서 선언을 했다. (위에서는 문자열의 배열을 선언한 경우이다.) 다음 줄에 선언한 pList는 반복자(iterator)라는 것으로 C 배열에서 포인터 변수가 하는 역할을 어떠한 타입에도 사용가능한 형식으로 일반화시킨 것이라고 할 수 있다. 위에서처럼, 컨테이너에는 항상 반복자가 따라다닌다. (C 배열을 사용할 때 포인터를 반드시 쓰게되는 것과 같다.)

계속 작성예정