[BEB_07] DAY 13 자료구조 Stack, Queue

Stack 은 데이터를 순서대로 쌓는 자료구조이다.

가장 먼저 들어간 데이터는 가장 나중에 나올 수 있고, 가장 나중에 들어간 데이터가 가장 먼저 나올 수 있다.

자료구조의 Stack의 특징은 입력과 출력이 하나의 방향으로 이루어지는 제한적 접근이다.

Stack에서 데이터를 넣는 것을 'PUSH', 데이터를 꺼내는 것을 'POP'이라고 한다.

 

Stack의 특징

1. LIFO (Last In First Out)

 - 먼저 들어간 데이터는 제일 나중에 나오는 후입 선출의 구조를 가지고 있다.

 

2. 데이터는 하나씩 넣고 뺄 수 있다.

 -Stack 자료구조는 데이터가 아무리 많이 있어도 하나씩 넣고 뺀다. 한꺼번에 여러 개를 넣거나 뺄 수 없다.

 

3. 하나의 입출력 방향을 가지고 있다.

 -  Stack 자료구조는 데이터의 입출력 방향이 같다. 만약, 입출력 방향이 여러 개라면 Stack 자료구조라고 볼 수 없다.

 

Stack의 실사용 예제

브라우저의 뒤로 가기, 앞으로 가기 기능을 구현할 때 자료구조 Stack이 활용된다.

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

2. 뒤로 가기 버튼을 눌러 이전 페이지로 돌아갈 때에는, 현재 페이지를 Next Stack에 보관하고 Prev Stack에 가장 나중에 보관된      페이지를 현재 페이지로 가져온다.

3. 앞으로 가기 버튼을 눌러 앞서 방문한 페이지로 이동을 원할 때에는, Next Stack 의 가장 마지막으로 보관된 페이지를 가져온다.

4. 마지막으로 현재 페이지를 Prev Stack에 보관한다.

 

Queue의 정의

큐(Queue)는 줄을 서서 기다리다, 대기행렬이라는 뜻을 가지고 있다.

Queue의 구조

자료구조 Queue는 Stack과 반대되는 개념으로, 먼저 들어간 데이터가 먼저 나오는 FIFO (First In First Out) 혹은 LILO ( Last In Last Out)을 특징으로 가지고 있다. 

예를 들어 티켓을 사려고 줄을 서서 기다리는 모습과 흡사한 이 자료구조는 입력과 출력의 방향이 고정되어 있으며, 두 곳으로 접근이 가능하다.

Queue에 데이터를 넣는 것을 'enqueue' ,  데이터를 꺼내는 것을 'dequeue'라고 한다.

자료구조 Queue는 데이터가 입력된 순서대로 처리할 때 주로 사용한다.

 

Queue의 특징

1. FIFO ( First In First Out )

 - 먼저 들어간 데이터가 제일 처음에 나오는 선입선출의 구조를 가지고 있다.

2. 데이터는 하나씩 넣고 뺄 수 있다.

 - Queue 자료구조는 데이터가 아무리 많이 있어도 하나씩 데이터를 넣고 뺀다. 한꺼번에 여러 개를 넣거나 뺄 수 없다.

3. 두 개의 입출력 방향을 가지고 있다.

 - Queue 자료구조는 데이터의 입력, 출력 방향이 다르다. 만약 입출력 방향이 같다면 Queue 자료구조라고 볼 수 없다.

 

Queue의 실사용 예제

자료구조 Queue는 컴퓨터에서도 광범위하게 활용된다. 

1. 문서를 작성하고 출력 버튼을 누르면 해당 문서는 인쇄 작업 (임시 기억 장치) Queue에 들어간다.

2. 프린터는 인쇄 작업 Queue에 들어온 문서를 순서대로 인쇄한다.

컴퓨터 장치들 사이에서 데이터를 주고받을 때, 각 장치 사이에 존재하는 속도의 차이나 시간 차이를 극복하기 위해 임시 기억장치의 자료구조로 Queue를 사용한다. 이것을 통틀어 버퍼(buffer)라고 한다. 

 

컴퓨터와 프린터 사이의 데이터 통신을 정리하면

- 일반적으로 프린터는 속도가 느리다.

- CPU는 프린터와 비교하여, 데이터를 처리하는 속도가 빠르다.

- 따라서, CPU는 빠른 속도로 인쇄에 필요한 데이터를 만든 다음, 인쇄 작업 Queue에 저장하고 다른 작업을 수행한다.

- 프린터는 인쇄 작업 Queue에서 데이터를 받아 일정한 속도로 인쇄한다.