스택(Stack)은 여러 개의 요소를 담는 추상 자료구조입니다. 스택은 LIFO(Last In First Out, 후입선출) 방식으로 동작하며, 즉 가장 마지막에 삽입(push)된 요소가 가장 먼저 삭제(pop)됩니다.
스택의 주요 연산
Push – 스택의 맨 위(top)에 새로운 데이터 값을 추가합니다.
Pop – 스택 맨 위에 있는 데이터 값을 제거하고 반환합니다.
Peek – 스택에서 데이터를 제거하지 않고 맨 위의 값만 확인합니다.
아래는 배열을 사용하여 스택을 구현한 C++ 프로그램입니다. 사용자가 메뉴를 선택하여 직접 push, pop, 전체 출력을 수행할 수 있는 대화형 구조로 작성되었습니다.
예제 코드
#include <iostream>
using namespace std;
int stack[100], n=100, top=-1;
void push(int val) {
if(top>=n-1)
cout<<"Stack Overflow"<<endl;
else {
top++;
stack[top]=val;
}
}
void pop() {
if(top<=-1)
cout<<"Stack Underflow"<<endl;
else {
cout<<"The popped element is "<< stack[top] <<endl;
top--;
}
}
void display() {
if(top>=0) {
cout<<"Stack elements are:";
for(int i=top; i>=0; i--)
cout<<stack[i]<<" ";
cout<<endl;
} else
cout<<"Stack is empty";
}
int main() {
int ch, val;
cout<<"1) Push in stack"<<endl;
cout<<"2) Pop from stack"<<endl;
cout<<"3) Display stack"<<endl;
cout<<"4) Exit"<<endl;
do {
cout<<"Enter choice: "<<endl;
cin>>ch;
switch(ch) {
case 1: {
cout<<"Enter value to be pushed:"<<endl;
cin>>val;
push(val);
break;
}
case 2: {
pop();
break;
}
case 3: {
display();
break;
}
case 4: {
cout<<"Exit"<<endl;
break;
}
default: {
cout<<"Invalid Choice"<<endl;
}
}
}while(ch!=4);
return 0;
}실행 결과
1) Push in stack 2) Pop from stack 3) Display stack 4) Exit Enter choice: 1 Enter value to be pushed: 2 Enter choice: 1 Enter value to be pushed: 6 Enter choice: 1 Enter value to be pushed: 8 Enter choice: 1 Enter value to be pushed: 7 Enter choice: 2 The popped element is 7 Enter choice: 3 Stack elements are:8 6 2 Enter choice: 5 Invalid Choice Enter choice: 4 Exit
코드 상세 설명
1. push() 함수 – 데이터 삽입
push() 함수는 매개변수 val, 즉 스택에 삽입할 값을 받습니다. 만약 top이 n-1보다 크거나 같다면 스택에 빈 공간이 없다는 의미이므로 "Stack Overflow"(스택 오버플로우)가 출력됩니다. 그렇지 않으면 top을 1 증가시킨 후 해당 위치에 val을 저장합니다.
void push(int val) {
if(top>=n-1)
cout<<"Stack Overflow"<<endl;
else {
top++;
stack[top]=val;
}
}2. pop() 함수 – 데이터 삭제
pop() 함수는 스택에 값이 존재하는 경우 맨 위의 값을 꺼내어 출력하고 top을 1 감소시킵니다. 만약 스택이 비어 있다면, 즉 top이 -1 이하라면 "Stack Underflow"(스택 언더플로우)가 출력됩니다.
void pop() {
if(top<=-1)
cout<<"Stack Underflow"<<endl;
else {
cout<<"The popped element is "<< stack[top] <<endl;
top--;
}
}3. display() 함수 – 전체 출력
display() 함수는 스택에 저장된 모든 요소를 화면에 출력합니다. for 반복문을 사용하여 top부터 인덱스 0까지 역순으로 순회하며 요소들을 차례대로 출력합니다. 스택에 아무런 요소도 없다면 "Stack is empty"(스택이 비어 있음)가 출력됩니다.
void display() {
if(top>=0) {
cout<<"Stack elements are:";
for(int i=top; i>=0; i--)
cout<<stack[i]<<" ";
cout<<endl;
}else
cout<<"Stack is empty";
}4. main() 함수 – 메뉴 및 프로그램 흐름 제어
main() 함수는 사용자에게 스택에 데이터를 삽입할지, 삭제할지, 아니면 전체를 출력할지 선택할 수 있는 메뉴를 제공합니다. 사용자의 입력값에 따라 switch 문을 통해 적절한 함수가 호출됩니다. 잘못된 번호를 입력하면 "Invalid Choice"(잘못된 선택)가 출력되며, 사용자가 종료(4번)를 선택할 때까지 do-while 반복문이 계속 실행됩니다.
int main() {
int ch, val;
cout<<"1) Push in stack"<<endl;
cout<<"2) Pop from stack"<<endl;
cout<<"3) Display stack"<<endl;
cout<<"4) Exit"<<endl;
do {
cout<<"Enter choice: "<<endl;
cin>>ch;
switch(ch) {
case 1: {
cout<<"Enter value to be pushed:"<<endl;
cin>>val;
push(val);
break;
}
case 2: {
pop();
break;
}
case 3: {
display();
break;
}
case 4: {
cout<<"Exit"<<endl;
break;
}
default: {
cout<<"Invalid Choice"<<endl;
}
}
}while(ch!=4);
return 0;
}마무리
이처럼 배열과 top 인덱스 변수만 있으면 별도의 라이브러리 없이도 간단하게 스택을 구현할 수 있습니다. 다만 고정 크기 배열을 사용하기 때문에 용량이 제한적이라는 점을 기억해야 합니다. 실무에서는 STL의 std::stack 컨테이너나 동적 할당을 활용하는 것이 일반적이지만, 스택의 내부 동작 원리를 이해하는 데는 이러한 직접 구현 방식이 가장 효과적인 학습 방법입니다.