Stack
스택은 한쪽 방향으로만 데이터를 저장하고 추출하는 형식의 자료 구조이다. 가장 최근에 저장된 값이 가장 먼저 추출되는 방식을 사용한다 (LIFO[Last In First Out] or FILO[First In Last Out])
스택의 연산
- pop : 스택에서 가장 마지막에 있는 데이터를 제거한다 (삭제)
- push : 데이터를 가장 마지막 부분에 추가한다 (삽입)
- peek : 가장 마지막 부분에 있는 데이터를 반환한다 (읽기)
- isEmpty : 스택이 비어 있을 때 true를 반환한다
Stack overflow, underflow
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| Stack overflow는 스택의 최대길이까지 데이터가 차있을 때 스택에 데이터를 추가하려고 할 때 발생하는 에러
Stack underflow는 스택에 아무것도 없을 때 데이터를 불러오려고 시도하면 발생하는 에러
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예시
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| class Stack(object):
def __init__(self, limit = 5):
self.stack = []
self.limit = limit
def __str__(self):
return ' '.join([str(i) for i in self.stack])
def push(self, data):
# 스택의 최대길이에 도달하면 stack overflow 출력
if len(self.stack) >= self.limit:
print('Stack overflow')
else:
self.stack.append(data)
def pop(self):
# 스택이 비어있으면 stack stack underflow 출력
if len(self.stack) <= 0:
print('Stack underflow')
else:
return self.stack.pop()
def peek(self):
if len(self.stack) <= 0:
print('Stack underflow')
else:
return self.stack[len(self.stack) - 1]
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스택의 장단점
장점
- 구조가 단순해서 구현하기 쉽다
- 데이터의 저장, 읽기 속도가 빠르다
단점
- 데이터 최대 갯수를 정해야 한다 (파이썬의 경우 재귀함수 호출은 1000번까지 가능)
- 저장공간이 비효율적이다 (최대 갯수를 정해야 하기 때문에)
- 데이터의 삽입, 삭제가 비효율적이다
스택의 활용
- 재귀 알고리즘
- DFS 알고리즘
- 작업 실행 취소와 같은 역추적 작업이 필요할 때
- 괄호 검사, 후위 연산법, 문자열 역순 출력 등
파이썬으로 구현하기
Factorial과 stack
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| def facto(n):
# stack 할당
stack = []
# n부터 1까지 수행
while n > 0:
# n부터 1까지 stack에 추가
stack.append(n)
n -= 1
result = 1
# stack에 있는 것을 1부터 뽑아서 n까지 누적 곱 수행 (가장 마지막에 넣은 값부터 뽑기 때문에 stack처럼 작동한다)
while stack:
result *= stack.pop()
return result
facto(5)
: 120 # 1*2*3*4*5
📌 파이썬 재귀의 한계
def recur(n):
print(n)
if n == 2968:
return "limit"
if n == 2969:
return "exceed"
return recur(n+1)
recur(1)
: 1
2
3
...
2964
2965
2966
2967
2968
'limit'
# 파이썬의 재귀호출은 2968이 최대이다
# 단, 재귀의 한계를 늘릴 수는 있다
import sys
sys.setrecursionlimit(4000)
recur(1)
: 1
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...
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RecursionError
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Array와 Stack
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| class Stack:
def __init__(self):
# 데이터 저장을 위한 리스트 준비
self.data = []
def push(self, val):
# 가장 마지막에 값 추가
self.data.append(val)
def pop(self):
try:
# 데이터가 있으면 가장 마지막 값 읽기
return self.data.pop()
except IndexError:
# 데이터가 없으면 인덱스에러 발생
print("Stack is empty")
def __len__(self):
# len()로 호출하면 stack의 data 수 반환
return len(self.data)
def isEmpty(self):
# 스택이 현재 비어 있는지 확인
return self.__len__() == 0
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Reference
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| 1. https://cotak.tistory.com/69
2. https://ratsgo.github.io/data%20structure&algorithm/2017/10/11/stack/
3. https://data-marketing-bk.tistory.com/15
4. https://medium.com/@jch9537/stack-queue-linked-list-63ff4d54ec7d
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