Python 으로 시작하는 자료구조 - (3) 스택 (Stack)

꼭 알아둬야 할 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, First-Out) 또는 FILO(First-In, Last-Out) 데이터 관리방식을 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 함수동작 방식
• 주요기능
  • push(): 데이터를 스택에 넣기
  • pop(): 데이터를 스택에서 꺼내기

2. 스택구조와 프로세스 스택

• 스택구조는 프로세스 실행구조의 가장 기본
  • 함수 호출시 프로세스 실행구조를 스택과 비교해서 이해 필요

# 재귀함수로 스택 구현
def recursive(data):
	if data < 0:
    	print("ended")
    else:
    	print(data)
        recursive(data-1)
        print("returned", data)

4
3
2
1
0
ended
returned 0
returned 1
returned 2
returned 3
returned 4

3. 자료구조 스택의 장단점

• 장점
  • 구조가 단순해서, 구현이 쉽다.
  • 데이터 저장/읽기 속도가 빠르다.
• 단점 (일반적인 스택 구현시)
  • 데이터 최대 갯수를 미리 정해야 한다.
    • 파이썬의 경우 재귀함수는 1000번까지만 호출 가능
  • 저장공간의 낭비가 발생할 수 있음
    • 미리 최대갯수만큼 저장 공간을 확보해야 함

=> 스택은 단순하고 빠른 성능을 위해 사용되므로, 보통 배열구조를 활용해서 구현한늑 서이 일반적임
==> 이 경우, 위에서 열거한 단점이 있을 수 있음

4. 파이썬 리스트 기능에서 제공하는 메소드로 스택 사용하기

• append(push), pop 메소드

data_stack = list()

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

print(data_stack)
data_stack.pop()

[1, 2]
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