스택(Stack)이란 무엇인가?

스택(Stack)이란 무엇인가?

스택(Stack)은 데이터를 저장하는 자료구조 중 하나입니다. 데이터를 일시적으로 저장하거나 정리할 때 사용됩니다. 스택은 데이터의 삽입과 삭제가 한쪽 끝에서만 이루어지는 LIFO(Last-In, First-Out) 방식으로 동작합니다. 즉, 가장 최근에 삽입된 데이터가 가장 먼저 삭제되는 구조입니다.

스택의 동작 원리

스택은 기본적으로 배열(Array) 또는 연결 리스트(Linked List)로 구현됩니다. 각각의 데이터는 노드(Node)라고 부르는 단위로 이루어져 있습니다. 스택의 가장 상단에 있는 노드를 '탑(Top)'이라고 부르며, 가장 하단에 있는 노드를 '바텀(Bottom)'이라고 합니다.

스택에 데이터를 삽입할 때는 '푸시(Push)'라는 용어를 사용합니다. 푸시 연산은 스택의 탑에 새로운 노드를 추가하는 것을 말합니다. 삽입될 데이터는 탑의 위치를 차지하고, 그 위의 데이터들은 한 칸씩 아래로 내려갑니다.

스택에서 데이터를 삭제할 때는 '팝(Pop)'이라는 용어를 사용합니다. 팝 연산은 탑에 있는 노드를 제거하는 것을 말합니다. 팝을 수행하면 탑에 있던 데이터가 삭제되고, 그 아래의 데이터들이 한 칸씩 위로 올라갑니다.

스택에서는 탑의 위치에 있는 데이터에만 접근할 수 있으며, 다른 데이터에는 직접적으로 접근할 수 없습니다. 탑에 위치한 데이터를 '탑 요소(Top Element)'라고 부릅니다. 따라서 스택에 접근하는 연산은 푸시와 팝 두 가지입니다.

스택의 활용 예시

스택은 다양한 상황에서 유용하게 활용될 수 있습니다. 주로 다음과 같은 경우에 스택을 사용합니다.

1. 함수 호출과 복귀

함수 호출 시에는 관련 정보들(인자, 지역 변수, 복귀 주소 등)을 저장한 뒤, 함수를 실행합니다. 그 후에는 저장해 두었던 정보를 복구하여 함수 호출 이전으로 돌아갑니다. 이러한 동작을 위해서 스택이 사용됩니다.

2. 괄호 검사

수식이나 프로그램 코드에서 괄호의 짝이 맞는지 검사할 때 스택을 사용할 수 있습니다. 여는 괄호를 만나면 스택에 푸시하고, 닫는 괄호를 만나면 스택에서 팝하여 짝이 맞는지 확인합니다. 만약 짝이 맞지 않는 괄호가 발견되면 검사를 종료하고 오류를 출력합니다.

3. 실행 취소(undo)

텍스트 편집기나 그래픽 소프트웨어 등에서 주로 사용되는 기능입니다. 사용자가 수행한 일련의 동작을 스택에 저장하여 이후에 해당 동작들을 취소할 수 있게 해줍니다.

마무리

스택은 데이터를 임시로 저장하거나 정리할 때 유용한 자료구조입니다. LIFO 방식으로 데이터를 삽입하고 삭제하기 때문에 최근에 삽입된 데이터에 우선적으로 접근할 때 사용됩니다. 스택은 함수 호출과 복귀, 괄호 검사, 실행 취소 등 다양한 상황에서 활용될 수 있습니다.