대표적인 자료구조: 스택

5. 대표적인 자료구조: 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

In [2]:
# 재귀 함수
def recursive(data):
    if data < 0:
        print ("ended")
    else:
        print(data)
        recursive(data - 1)
        print("returned", data)        
In [3]:
recursive(4)
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
In [4]:
data_stack = list()

data_stack.append(1)
data_stack.append(2)
In [5]:
data_stack
Out[5]:
[1, 2]
In [6]:
data_stack.pop()
Out[6]:
2

5. 프로그래밍 연습

연습1: 리스트 변수로 스택을 다루는 pop, push 기능 구현해보기 (pop, push 함수 사용하지 않고 직접 구현해보기)
In [7]:
stack_list = list()

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

def pop():
    data = stack_list[-1]
    del stack_list[-1]
    return data
In [8]:
for index in range(10):
    push(index)
In [9]:
pop()
Out[9]:
9
In [ ]:
 

쉬어가기: stacks are everywhere