스택과 큐의 개념과 차이점, 실제로 어디에 사용되는지 알아봅니다.
1️⃣ 스택과 큐란 무엇인가?
스택(Stack)과 큐(Queue)는 데이터를 저장하고 관리하기 위한 기본적인 데이터 구조입니다. 두 구조 모두 데이터를 순서대로 저장하지만, 데이터를 삽입하고 제거하는 방식에서 차이가 있습니다.
✅ 스택(Stack)
스택은 **LIFO(Last In, First Out)** 원칙을 따르는 자료구조로, 가장 마지막에 삽입된 데이터가 가장 먼저 제거됩니다. 흔히 "접시 쌓기(stack of plates)"에 비유되며, 마지막에 올려놓은 접시를 먼저 꺼내는 방식입니다.
✅ 큐(Queue)
큐는 **FIFO(First In, First Out)** 원칙을 따르는 자료구조로, 가장 먼저 삽입된 데이터가 가장 먼저 제거됩니다. 은행 대기열이나 줄 서기와 같은 상황에 비유할 수 있습니다.
2️⃣ 스택과 큐의 차이점
| 특성 | 스택(Stack) | 큐(Queue) |
|---|---|---|
| 작동 방식 | LIFO(Last In, First Out) | FIFO(First In, First Out) |
| 데이터 추가 | Push 연산 | Enqueue 연산 |
| 데이터 제거 | Pop 연산 | Dequeue 연산 |
| 응용 사례 | 함수 호출 기록, 되돌리기 기능 | 프린터 대기열, 프로세스 스케줄링 |
3️⃣ 스택과 큐의 장단점
✅ 스택의 장단점
- 장점: 데이터의 삽입과 제거가 간단하며, 호출 스택이나 되돌리기 기능에 최적화.
- 단점: 특정 요소 접근이 불가능하며, 저장 용량이 제한적일 수 있음.
✅ 큐의 장단점
- 장점: 순차적인 데이터 처리가 필요한 작업에 적합.
- 단점: 삽입 및 제거만 가능하며, 특정 위치 데이터에 직접 접근할 수 없음.
4️⃣ 스택과 큐의 응용 사례
✅ 스택의 사용 사례
- 함수 호출 기록: 재귀 함수에서 호출 스택을 관리.
- 되돌리기 기능: 텍스트 편집기나 웹 브라우저의 "뒤로 가기" 기능.
- 수식 계산: 후위 표기법 계산기.
✅ 큐의 사용 사례
- 프린터 대기열: 문서가 요청된 순서대로 출력됨.
- 프로세스 관리: 운영 체제에서 프로세스 스케줄링에 사용.
- 데이터 스트리밍: 실시간 데이터 처리.
5️⃣ Python 코드로 배우는 스택과 큐
Python을 사용하여 스택과 큐를 간단히 구현할 수 있습니다.
✅ 스택 예제
# 스택 구현 예제
stack = []
stack.append(10) # Push
stack.append(20)
print(stack.pop()) # 출력: 20 (LIFO 방식)
✅ 큐 예제
# 큐 구현 예제
from collections import deque
queue = deque()
queue.append(10) # Enqueue
queue.append(20)
print(queue.popleft()) # 출력: 10 (FIFO 방식)
결론
스택과 큐는 각각 LIFO와 FIFO 방식으로 데이터를 관리하며, 다양한 프로그래밍 문제에서 활용됩니다. 스택은 호출 기록이나 되돌리기 기능처럼 데이터의 순서를 뒤집어야 하는 작업에 적합하며, 큐는 데이터가 들어온 순서대로 처리되어야 하는 상황에서 유용합니다.
두 데이터 구조의 차이와 사용 사례를 이해하고, 적절한 상황에서 올바르게 선택하는 것이 중요합니다. Python을 사용한 간단한 구현을 통해 개념을 더 깊이 익혀보세요!