[자료구조-이론] 스택(Stack)

꼭 알아둬야 할 자료 구조: 스택 (Stack)

• 데이터를 제한적으로 접근할 수 있는 구조
  • 한쪽 끝에서만 자료를 넣거나 뺄 수 있는 구조
• 가장 나중에 쌓은 데이터를 가장 먼저 빼낼 수 있는 데이터 구조
  • 큐: FIFO 정책
  • 스택: LIFO 정책

1. 스택 구조

• 스택은 LIFO(Last In, Fisrt Out) 또는 FILO(First In, Last Out) 데이터 관리 방식을 따름
  • LIFO: 마지막에 넣은 데이터를 가장 먼저 추출하는 데이터 관리 정책
  • FILO: 처음에 넣은 데이터를 가장 마지막에 추출하는 데이터 관리 정책
• 대표적인 스택의 활용
  • 컴퓨터 내부의 프로세스 구조의 함수 동작 방식
• 주요 기능
  • push(): 데이터를 스택에 넣기
  • pop(): 데이터를 스택에서 꺼내기
• Visualgo 사이트에서 시연해보며 이해하기 (push/pop 만 클릭해보며): https://visualgo.net/en/list
  

  

2. 스택 구조와 프로세스 스택

• 스택 구조는 프로세스 실행 구조의 가장 기본
  • 함수 호출시 프로세스 실행 구조를 스택과 비교해서 이해 필요
  • 재귀함수 이해 참조
    • https://bentist.tistory.com/57

# 재귀 함수
def recursive(data):
    if data < 0:
        print ("ended")
    else:
        print(data)
        recursive(data - 1)
        print("returned", data)

recursive(4)

#출력
4
3
2
1
0
ended
returned 0
returned 1
returned 2
returned 3
returned 4

*여기서 'returned 0~4' 가 출려 되는 이유는 -1이 되면서 탈출 조건을 만나 실행이 멈추고 recursive(0)으로 복귀한다. 그래서 프린트 함수에 있는 게 호출 되면서 0~4까지 프린트문에 찍히게 된다.

3. 자료 구조 스택의 장단점

• 장점
  • 구조가 단순해서, 구현이 쉽다.
  • 데이터 저장/읽기 속도가 빠르다.
• 단점 (일반적인 스택 구현시)
  • 데이터 최대 갯수를 미리 정해야 한다.
    • 파이썬의 경우 재귀 함수는 1000번까지만 호출이 가능함
  • 저장 공간의 낭비가 발생할 수 있음
    • 미리 최대 갯수만큼 저장 공간을 확보해야 함

스택은 단순하고 빠른 성능을 위해 사용되므로, 보통 배열 구조를 활용해서 구현하는 것이 일반적임. 이 경우, 위에서 열거한 단점이 있을 수 있음

 

4. 파이썬 리스트 기능에서 제공하는 메서드로 스택 사용해보기

• append(push), pop 메서드 제공

stack_list = list()

def push(data):
	stack_list.append(data)
    
def pop():
	data = stack_list[-1]
    del stack_list[-1]
    return data