Chapter 05. 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
  

엑셀로 이해해보기

2. 스택 구조와 프로세스 스택

• 스택 구조는 프로세스 실행 구조의 가장 기본
  • 함수 호출시 프로세스 실행 구조를 스택과 비교해서 이해 필요

엑셀로 이해해보기

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

recursive(4)
output:
4  
3  
2  
1  
0  
ended  
returned 0  
returned 1  
returned 2  
returned 3  
returned 4

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

data_stack = list()

data_stack.append(1)  
data_stack.append(2)

data_stack  
output: [1, 2]

data_stack.pop()  
output: 2

5. 프로그래밍 연습

연습1: 리스트 변수로 스택을 다루는 pop, push 기능 구현해보기 (pop, push 함수 사용하지 않고 직접 구현해보기)

stack_list = list()

def push(data):  
    stack_list.append(data)

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

for index in range(10):  
    push(index)

pop()  
output: 9

stack_list
output: [0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8]