[자료구조/선형구조]스택

Stack 이란?

Definition 

• 쌓다, 쌓이다, 포개지다 → 데이터를 순서대로 쌓는 자료구조

골목은 자료구조 Stack / 자동차는 데이터(Data)

가장 먼저 들어간 자동차는 가장 나중에 나올 수 있고, 
가장 나중에 들어간 자동차가 가장 먼저 나올 수 있다.

• 자료구조 Stack의 특징은 입력과 출력이 하나의 방향으로 이루어지는 제한적 접근에 있다. 
• 이런 Stack 자료구조 정책을 LIFO(Last In First Out) / FILO (First In Last Out)이라 부른다.
• Stack에 데이터를 넣는 것을 ‘PUSH’, 데이터를 꺼내는 것을 ‘POP’이라고 한다.

스택의 성질

1. 원소의 추가 → O(1)
2. 원소의 제거 → O(1)
3. 제일 상단의 원소 확인 → O(1)
4. 제일 상단이 아닌 나머지 원소들의 확인/변경이 원칙적으로 불가능

구현

const int MX=1000005;
int dat[mx];
int pos=0;

---

Stack의 특징

• LIFO(Last In First Out)
  • 먼저 들어간 데이터는 제일 나중에 나오는 후입선출의 구조

예1) 1, 2, 3, 4를 스택에 차례대로 넣습니다.

stack.push(데이터)
---------------------------
1 <- 2 <- 3 <- 4
---------------------------
들어간 순서대로, 1번이 제일 먼저 들어가고 4번이 마지막으로 들어가게 됩니다.

예2) 스택이 빌 때까지 데이터를 전부 빼냅니다.

stack.pop()
---------------------------

---------------------------
4, 3, 2, 1
제일 마지막에 있는 데이터부터 차례대로 나오게 됩니다.

• 데이터는 하나씩 넣고 뺄 수 있다.
  • Stack 자료구조는 데이터가 아무리 많이 있어도 하나씩 데이터를 넣고 & 뺍니다.
  • 한꺼번에 여러개를 넣거나 뺄 수 없습니다.
• 하나의 입출력 방향을 가지고 있습니다.
  • Stack 자료구조는 데이터의 입출력 방향이 같습니다.
  • 만약, 입출력 방향이 여러 개라면 Stack 자료구조라고 볼 수 없습니다.
• 저장되는 데이터는 유한하고 정적이어야 합니다.
  • 저장된 데이터가 정적 특성을 가져야지만이 컴파일 시간이 결정됩니다.
  • 스택에 저장되는 일반적인 데이터는 로컬 변수(value type or primitive, primitive 상수), 포인터 및 함수 프레임입니다.
• 스택의 크기는 제한되어 있습니다.
  • 힙(heap)에 비해 스택의 크기가 제한되어 있으므로, 스택 오벌플로(Stack Overflow) 같은 에러가 자주 발생한다.
  • 대부분의 언어는 스택에 저장할 수 있는 값의 크기가 제한되어 있습니다.

---

Stack의 실사용 예제

브라우저의 뒤로가기, 앞으로 가기 기능 구현 시

1. 새로운 페이지로 접속할 때, 현재 페이지를 Prev Stack에 보관합니다.

2. 뒤로가기 버튼을 눌러 이전 페이지로 돌아갈 때, 현재 페이지를 Next Stack에 보관하고, Prev Stack에 가장 나중에 보관된 페이지를 현재 페이지로 가져옵니다.

3. 앞으로가기 버튼을 눌러 앞서 방문한 페이지로 이동을 원할 때는, Next Stack의 가장 마지막으로 보관된 페이지를 가져옵니다.

4. 마지막으로 현재 페이지를 Prev Stack에 보관합니다.

---

Using Stack as JavaScript Array

// const array = new Array() 미리 정의된 Array 객체를 사용합니다.
const stack = [];

stack.push(1); // [1]
stack.push(2); // [1, 2]
stack.push(3); // [1, 2, 3]
stack.push(4); // [1, 2, 3, 4]
stack.push(5); // [1, 2, 3, 4, 5]

console.log(stack); // [1, 2, 3, 4, 5]

stack.pop(); // [1, 2, 3, 4]
stack.pop(); // [1, 2, 3]

console.log(stack); // [1, 2, 3]

---

스택의 활용 (수식의 괄호 쌍)

문자열을 앞에서부터 읽어나갈 때, 닫는 괄호는 남아있는 괄호 중에서 가장 최근에 들어온 여는 괄호와 짝을 지어 없애버리는 명령

💡 문제 해결 방법
1. 여는 괄호가 나오면 스택에 추가
2. 닫는 괄호가 나왔을 경우, 
     2-1. 스택이 비어있으면 올바르지 않은 괄호 쌍
     2-2. 스택의 top이 짝이 맞지 않는 괄호일 경우 올바르지 않은 괄호 쌍
     2-3. 스택의 top이 짝이 맞는 괄호일 경우 pop
3. 모든 과정을 끝낸 후 스택에 괄호가 남아있으면 올바르지 않은 괄호 쌍, 남아있지 않으면 올바른 괄호 쌍