stack SANGJI University Kwangman Ko kkmansangji ac kr

스택(stack) SANGJI University Kwangman Ko kkman@sangji. ac. kr

1. 스택의 개요 o 스택(stack) ~ 쌓아놓은 더미 Stack & Queue kkman@sangji. ac. kr -2 -

스택의 연산 o 삽입(push), 삭제(pop) push(A) push(B) push(C) pop() C A B B B A A A 초기상태 Stack & Queue kkman@sangji. ac. kr -5 -

스택의 용도 o 입력과 역순의 출력이 필요한 경우 ~ 에디터에서 되돌리기(undo) 기능 ~ 함수호출에서 복귀주소 기억 1 20 100 150 200 int main() { int i=3; sub 1(i); . . . } sub 2 PC=200 b=5 int sub 1(int a) { int j=5; sub 2(j); . . . } void sub 2(int b) {. . . } main PC=1 시스템 스택 Stack & Queue sub 1 PC=150 a=3 j=5 sub 1 PC=151 a=3 j=5 main PC=20 i=3 시스템 스택 sub 1 PC=100 a=3 main PC=20 i=3 시스템 스택 kkman@sangji. ac. kr main PC=21 i=3 시스템 스택 -9 -

is_empty, is_full 연산 is_full(S) is_empty(S) if top = -1 then return TRUE else return FALSE 4 4 3 3 2 2 1 1 0 0 top -1 공백상태 Stack & Queue if top = (MAX_STACK_SIZE-1) then return TRUE else return FALSE top -1 포화상태 kkman@sangji. ac. kr - 11 -

push 연산 push(S, x) if is_full(S) then error "overflow" else top←top+1 stack[top]←x 4 4 3 3 2 2 1 0 Stack & Queue top 1 0 kkman@sangji. ac. kr - 12 -

pop 연산 pop(S, x) if is_empty(S) then error "underflow" else e←stack[top] top←top-1 return e 4 3 2 1 0 Stack & Queue top 4 3 2 1 0 kkman@sangji. ac. kr top - 13 -

연결된 스택 정의 typedef int element; typedef struct Stack. Node { element item; struct Stack. Node *link; } Stacke. Node; typedef struct { Stack. Node *top; } Linked. Stack. Type; Stack & Queue kkman@sangji. ac. kr - 15 -

연결된 스택에서 push 연산 C top (1) B (2) temp Stack & Queue A D kkman@sangji. ac. kr NULL - 16 -

void push(Linked. Stack. Type *s, element item) { Stack. Node *temp= (Stack. Node *)malloc(sizeof(Stack. Node)); if( temp == NULL ){ fprintf(stderr, "메모리 할당에러n"); return; } else{ temp->item = item; temp->link = s->top; s->top = temp; } } Stack & Queue kkman@sangji. ac. kr - 17 -

연결된 스택에서 pop 연산 top temp Stack & Queue C B kkman@sangji. ac. kr A NULL - 18 -

element pop(Linked. Stack. Type *s) { if( is_empty(s) ) { fprintf(stderr, "스택이 비어있음n"); exit(1); } else{ Stack. Node *temp=s->top; int item = temp->item; s->top = s->top->link; free(temp); return item; } } Stack & Queue kkman@sangji. ac. kr - 19 -

8 2 / 3 - 8 2 3 3 3 2 2 2 1 1 0 8 피연산자-> 삽입 Stack & Queue 0 2 8 피연산자-> 삽입 kkman@sangji. ac. kr / 3 - 1 0 4 연산자-> 8/2=4 삽입 - 23 -

후위 표기식 계산 알고리즘 스택 s를 생성하고 초기화한다. for 항목 in 후위표기식 do if (항목이 피연산자이면) push(s, item) if (항목이 연산자 op이면) then second ← pop(s) first ← pop(s) result ← first op second push(s, result) final_result ← pop(s); Stack & Queue kkman@sangji. ac. kr - 25 -

eval(char exp[]) { int op 1, op 2, value, i=0; int len = strlen(exp); char ch; Stack. Type s; init(&s); for( i=0; i<len; i++){ ch = exp[i]; if( ch != '+'&& ch != '-' && ch != '*' && ch != '/' ){ value = ch - '0'; // 입력이 피연산자이면 push(&s, value); } else{ //연산자이면 피연산자를 스택에서 제거 op 2 = pop(&s); op 1 = pop(&s); switch(ch){ //연산을 수행하고 스택에 저장 case '+': push(&s, op 1+op 2); break; case '-': push(&s, op 1 -op 2); break; case '*': push(&s, op 1*op 2); break; case '/': push(&s, op 1/op 2); break; } } } return pop(&s); } Stack & Queue kkman@sangji. ac. kr - 26 -

( a + b ) * c ( Stack & Queue kkman@sangji. ac. kr - 28 -

( a + b ) * c a ( Stack & Queue kkman@sangji. ac. kr - 29 -

( a + b ) * c + a ( Stack & Queue kkman@sangji. ac. kr - 30 -

( a + b ) * c + a b ( Stack & Queue kkman@sangji. ac. kr - 31 -

( a Stack & Queue + b ) * c a kkman@sangji. ac. kr b + - 32 -

( a + b ) * c a b + * Stack & Queue kkman@sangji. ac. kr - 33 -

( a + b ) * c a b + c * Stack & Queue kkman@sangji. ac. kr - 34 -

( a Stack & Queue + b ) * c a kkman@sangji. ac. kr b + c * - 35 -

infix_to_postfix(exp) 스택 s를 생성하고 초기화 while (exp에 처리할 문자가 남아 있으면) ch ← 다음에 처리할 문자 switch (ch) case 연산자: while ( peek(s)의 우선순위 ≥ ch의 우선순위 ) do e ← pop(s) e를 출력 push(s, ch); break; case 왼쪽 괄호: push(s, ch); break; case 오른쪽 괄호: e ← pop(s); while( e ≠ 왼쪽괄호 ) do e를 출력 e ← pop(s) break; case 피연산자: ch를 출력 break; while( not is_empty(s) ) do e ← pop(s) e를 출력 Stack & Queue kkman@sangji. ac. kr - 36 -

Chap. 6 : 큐(queue) SANGJI University Kwangman Ko kkman@sangji. ac. kr

3 3 4 2 5 2 1 6 1 7 0 front rear 5 A 6 7 0 front rear (a) 초기상태 Stack & Queue 4 (b) A 삽입 kkman@sangji. ac. kr - 43 -

rear 3 2 B 1 rear 4 A 7 0 front 5 2 6 1 4 5 B front (c) B 삽입 Stack & Queue 3 6 0 7 (d) A 삭제 kkman@sangji. ac. kr - 44 -

큐의 연산 // 공백 상태 검출 함수 int is_empty(Queue. Type *q) { return (q->front == q->rear); } // 포화 상태 검출 함수 int is_full(Queue. Type *q) { return ((q->rear+1)%MAX_QUEUE_SIZE == q->front); }

// 삽입 함수 void enqueue(Queue. Type *q, element item) { if( is_full(q) ) error("큐가 포화상태입니다"); q->rear = (q->rear+1) % MAX_QUEUE_SIZE; q->queue[q->rear] = item; } // 삭제 함수 element dequeue(Queue. Type *q) { if( is_empty(q) ) error("큐가 공백상태입니다"); q->front = (q->front+1) % MAX_QUEUE_SIZE; return q->queue[q->front]; } Stack & Queue kkman@sangji. ac. kr - 47 -

연결된 큐에서의 삽입 front A B rear temp C D rear front A NULL B C D NULL

연결된 큐에서의 삭제 rear front A temp A Stack & Queue C B NULL rear front B D C kkman@sangji. ac. kr D NULL - 50 -

덱(DEQUE) o 덱(deque) ~ Double-Ended QUEue ~ 큐의 전단(front)와 후단(rear)에서 모두 삽입과 삭제가 가능 add_rear add_front delete_rear delete_front get_rear 전단(front) 후단(rear)

덱의 연산 rear front C A front(dq, A) A B rear front A B front(dq, C) B front D rear A ddd_rear(dq, B) C A ddd_rear(dq, D) rear front Stack & Queue rear front B D delete_front(dq) rear front A B delete_rear(dq) kkman@sangji. ac. kr - 53 -

덱의 구현 o 이중 연결리스트를 이용한 구현 ~ 양쪽끝에서 삽입, 삭제가 가능 typedef int element; // 요소의 타입 typedef struct Dlist. Node { element data; struct Dlist. Node *llink; struct Dlist. Node *rlink; } Dlist. Node; // 노드의 타입 typedef struct Deque. Type { Dlist. Node *head; Dlist. Node *tail; } Deque. Type; // 덱의 타입

덱에서의 삽입 연산 Stack & Queue kkman@sangji. ac. kr - 55 -

void add_rear(Deque. Type *dq, element item) { Dlist. Node *new_node = create_node(dq->tail, item, NULL); if( is_empty(dq)) dq->head = new_node; else dq->tail->rlink = new_node; dq->tail = new_node; }

void add_front(Deque. Type *dq, element item) { Dlist. Node *new_node = create_node(NULL, item, dq->head); if( is_empty(dq)) dq->tail = new_node; else dq->head->llink = new_node; dq->head = new_node; } Stack & Queue kkman@sangji. ac. kr - 57 -

// 전단에서의 삭제 element delete_front(Deque. Type *dq) { element item; Dlist. Node *removed_node; if (is_empty(dq)) error("공백 덱에서 삭제"); else { removed_node = dq->head; // 삭제할 노드 item = removed_node->data; // 데이터 추출 dq->head = dq->head->rlink; // 헤드 포인터 변경 free(removed_node); // 메모리 공간 반납 if (dq->head == NULL) // 공백상태이면 dq->tail = NULL; else // 공백상태가 아니면 dq->head->llink=NULL; } return item; }