스택(Stack) 자료구조란? (C언어, Java, Python 예시코드 포함)

스택(stack)

 

(1) 스택(Stack) 자료구조란?

스택(Stack)은 데이터를 후입선출(LIFO, Last In First Out) 방식으로 처리하는 선형 자료구조입니다. 즉, 가장 나중에 삽입된 데이터가 가장 먼저 제거됩니다. 이 특성 덕분에 함수 호출 관리, 계산기 구현, 문자열 역순 처리 등 다양한 프로그래밍 문제에서 활용됩니다.

 

(2) 스택의 기본 동작

1. 삽입(Push): 스택의 맨 위에 데이터를 추가.
2. 삭제(Pop): 스택의 맨 위 데이터를 제거.
3. 확인(Peek 또는 Top): 스택의 맨 위 데이터를 제거하지 않고 확인.

 

(3) 스택의 주요 특징

• 후입선출(LIFO): 나중에 삽입된 데이터가 먼저 제거됨.
• 제한된 접근: 데이터는 스택의 맨 위에서만 삽입 및 제거 가능.
• 구현 방식: 배열 또는 연결 리스트를 사용.

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(4) 스택 구현 예시

C언어로 구현한 스택

#include <stdio.h>
#define SIZE 5

int stack[SIZE];
int top = -1;

void push(int data) {
    if (top == SIZE - 1) {
        printf("Stack is full!\n");
        return;
    }
    stack[++top] = data;
}

int pop() {
    if (top == -1) {
        printf("Stack is empty!\n");
        return -1;
    }
    return stack[top--];
}

int peek() {
    if (top == -1) {
        printf("Stack is empty!\n");
        return -1;
    }
    return stack[top];
}

void display() {
    if (top == -1) {
        printf("Stack is empty!\n");
        return;
    }
    for (int i = 0; i <= top; i++) {
        printf("%d ", stack[i]);
    }
    printf("\n");
}

int main() {
    push(10);
    push(20);
    push(30);
    display();
    printf("Popped: %d\n", pop());
    display();
    printf("Top element: %d\n", peek());
    return 0;
}

 

Java로 구현한 스택

import java.util.Stack;

public class StackExample {
    public static void main(String[] args) {
        Stack<Integer> stack = new Stack<>();

        // Push
        stack.push(10);
        stack.push(20);
        stack.push(30);
        System.out.println("Stack: " + stack);

        // Pop
        int removed = stack.pop();
        System.out.println("Popped: " + removed);
        System.out.println("Stack after pop: " + stack);

        // Peek
        int top = stack.peek();
        System.out.println("Top element: " + top);
    }
}

 

Python으로 구현한 스택

stack = []

# Push
stack.append(10)
stack.append(20)
stack.append(30)
print("Stack:", stack)

# Pop
removed = stack.pop()
print("Popped:", removed)
print("Stack after pop:", stack)

# Peek
top = stack[-1] if stack else None
print("Top element:", top)

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스택의 활용 사례

1. 함수 호출 관리: 함수의 호출과 복귀 순서를 저장.
2. 문자열 뒤집기: 문자열을 역순으로 출력.
3. 수식 평가 및 변환: 중위 표기법을 후위 표기법으로 변환.
4. 그래프 탐색: DFS(깊이 우선 탐색)에서 사용.

스택은 단순하면서도 효율적인 자료구조로, 프로그래밍 문제를 해결하는 데 중요한 역할을 합니다.