3. 스택

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 (쌓여 있는 책을 꺼내는 느낌)

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

# 재귀 함수
def recursive(data):
    if data < 0:
        print ("ended") # 재귀 base condtion (안해주면 무한 루프 걸림)
    else:
        print(data)
        recursive(data - 1)
        print("returned", data)    

recursive(4)

👉result

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

다음과 같이 함수위에 함수가 스택되어 호출된다. 그리고 맨위 함수가 끝나면 쌓였던 함수가 위에서 부터 차례로 실행된다

3. 자료 구조 스택의 장단점

• 장점
  • 구조가 단순해서, 구현이 쉽다. (그래서 프로세스 스택으로 쓰임)
  • 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)
print(data_stack)
print(data_stack.pop())

👉result

[1, 2]
2

5. 프로그래밍 연습

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()

👉result

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