선형 자료구조(Linear Data Structures)는 자료구조를 처음 배우는 단계에서 반드시 이해해야 하는 가장 기본적인 개념이다. 데이터가 한 줄로 순차적으로 나열되어 있으며, 저장된 순서가 명확하다는 특징을 가진다. 이러한 구조 덕분에 데이터의 흐름이 직관적이고 이해하기 쉬워 컴퓨터 과학 전반의 기초로 활용된다. 배열, 연결 리스트, 스택, 큐와 같은 선형 자료구조는 대부분의 알고리즘 문제와 비선형 자료구조를 학습하기 위한 필수 전제 개념이다. 이 글에서는 2026년 기준 학습 흐름에 맞춰 초보자가 선형 자료구조의 개념을 명확히 이해할 수 있도록 정의, 종류, 특징, 활용 관점까지 체계적으로 정리한다.
선형 자료구조란 무엇인가? 기본 개념 이해
선형 자료구조란 데이터 요소들이 논리적으로 일렬로 나열된 구조를 의미한다. 각 요소는 앞뒤 요소와 연결되어 있으며, 처음 요소부터 마지막 요소까지 순차적으로 접근할 수 있다. 이러한 구조에서는 데이터의 저장 순서가 매우 중요하며, 대부분의 연산이 순차 접근을 기반으로 수행된다.
선형 자료구조의 가장 큰 특징은 순서(order)가 존재한다는 점이다. 데이터는 저장된 순서에 따라 접근되며, 특정 요소에 도달하기 위해서는 앞선 요소들을 차례대로 거쳐야 하는 경우가 많다. 이 때문에 반복문을 활용한 탐색과 처리 로직이 자연스럽게 구성된다. 반면, 데이터 삽입이나 삭제가 빈번하게 발생하는 경우에는 구조에 따라 성능 차이가 크게 나타난다.
이러한 특성 때문에 선형 자료구조는 데이터 흐름이 단순하고 예측 가능한 문제에 매우 적합하다. 자료구조 학습 초기에 선형 구조를 먼저 이해하는 이유도, 이후 등장하는 트리나 그래프 같은 비선형 구조를 비교·이해하는 기준점이 되기 때문이다.
대표적인 선형 자료구조의 종류와 특징
선형 자료구조에는 여러 가지 형태가 있으며, 각각의 구조는 사용 목적과 내부 동작 방식이 다르다. 가장 기본적인 구조는 배열(Array)이다. 배열은 연속된 메모리 공간에 데이터를 저장하며, 인덱스를 통해 즉시 접근할 수 있다는 장점이 있다. 이로 인해 탐색 속도가 매우 빠르지만, 배열의 크기가 고정되어 있고 중간에 데이터를 삽입하거나 삭제할 경우 많은 이동 비용이 발생한다.
연결 리스트(Linked List)는 각 데이터가 포인터를 통해 다음 데이터와 연결된 구조다. 메모리 상에서 연속될 필요가 없기 때문에 데이터 삽입과 삭제가 매우 유연하다. 하지만 특정 위치의 데이터를 찾기 위해서는 처음 노드부터 순차적으로 탐색해야 하므로 접근 속도는 배열보다 느리다. 이로 인해 연결 리스트는 데이터의 추가와 삭제가 잦은 상황에서 주로 사용된다.
스택(Stack)은 후입선출(LIFO, Last In First Out) 구조를 가지는 선형 자료구조다. 가장 나중에 들어온 데이터가 가장 먼저 처리된다. 함수 호출 관리, 실행 취소 기능, 괄호 검사, 수식 계산 등에서 자주 활용된다. 구조는 단순하지만 프로그램의 흐름 제어에 매우 중요한 역할을 한다.
큐(Queue)는 선입선출(FIFO, First In First Out) 구조를 가진다. 먼저 들어온 데이터가 먼저 처리되는 방식으로, 대기열 처리, 작업 스케줄링, 프린터 작업 관리, 네트워크 요청 처리 등에 널리 사용된다. 스택과 큐는 동작 방식이 명확히 다르므로, 문제 상황에 맞는 선택이 중요하다.
선형 자료구조의 활용과 학습 포인트
선형 자료구조는 대부분의 알고리즘 문제에서 기본 도구로 활용된다. 탐색 알고리즘, 정렬 알고리즘, 문자열 처리, 시뮬레이션 문제 등은 모두 선형 자료구조를 기반으로 구성된다. 특히 코딩 테스트에서는 배열과 스택, 큐의 개념을 정확히 이해하고 있는지를 빈번하게 평가한다.
초보자가 선형 자료구조를 학습할 때 가장 중요한 포인트는 각 구조의 장단점과 사용 시점을 명확히 구분하는 것이다. 단순히 정의를 암기하는 것이 아니라, 문제 상황에서 어떤 자료구조를 선택하는 것이 가장 효율적인지를 판단하는 연습이 필요하다. 이러한 사고 방식은 이후 트리, 그래프 같은 비선형 자료구조와 복잡한 알고리즘을 학습할 때 큰 도움이 된다.
또한 선형 자료구조는 시간 복잡도와 공간 복잡도를 함께 고려하며 학습하기에 적합하다. 동일한 문제라도 배열을 사용할지, 리스트를 사용할지에 따라 성능 차이가 발생하기 때문에, 효율적인 설계 감각을 기르기에 매우 좋은 학습 주제다.
선형 자료구조는 자료구조와 알고리즘 학습의 출발점이다. 이 기본 구조를 정확히 이해하고 자유롭게 활용할 수 있다면, 이후 등장하는 복잡한 자료구조와 문제 해결 과정도 훨씬 수월하게 접근할 수 있다.