Collection Framework Stack & Queue

Table of contents

1. Stack Class
2. Queue Interface

Stack Class

Stack 클래스는 List 컬렉션 클래스의 Vector 클래스를 상속받아, 전형적인 스택 메모리 구조의 클래스를 제공

스택 메모리 구조는 선형 메모리 공간에 데이터를 저장하면서 후입선출(LIFO)의 시멘틱을 따르는 자료 구조

즉, 가장 나중에 저장된(push) 데이터가 가장 먼저 인출(pop)되는 구조

스택

Stack 클래스는 스택 메모리 구조를 표현하기 위해, Vector 클래스의 메소드를 5개만 상속받아 사용

메소드 설명 boolean empty() 해당 스택이 비어 있으면 true를, 비어 있지 않으면 false를 반환 E peek() 해당 스택의 제일 상단에 있는(제일 마지막으로 저장된) 요소를 반환 E pop() 해당 스택의 제일 상단에 있는(제일 마지막으로 저장된) 요소를 반환하고, 해당 요소를 스택에서 제거 E push(E item) 해당 스택의 제일 상단에 전달된 요소를 삽입 int search(Object o) 해당 스택에서 전달된 객체가 존재하는 위치의 인덱스를 반환

이때 인덱스는 제일 상단에 있는(제일 마지막으로 저장된) 요소의 위치부터 0이 아닌 1부터 시작

더욱 복잡하고 빠른 스택을 구현하고 싶다면 Deque 인터페이스를 구현한 ArrayDeque 클래스를 사용하면

예제 Deque st = new ArrayDeque();

다음 예제는 여러 Stack 메소드를 이용하여 스택 메모리 구조를 구현한 예제

예제 Stack st = new Stack(); // 스택의 생성

//Deque st = new ArrayDeque();

// push() 메소드를 이용한 요소의 저장

st.push(4);

st.push(2);

st.push(3);

st.push(1);

// peek() 메소드를 이용한 요소의 반환

System.out.println(st.peek());

System.out.println(st);

// pop() 메소드를 이용한 요소의 반환 및 제거

System.out.println(st.pop());

System.out.println(st);

// search() 메소드를 이용한 요소의 위치 검색

System.out.println(st.search(4));

System.out.println(st.search(3));

코딩연습 ▶

실행 결과 1

[4, 2, 3, 1]

1

[4, 2, 3]

3

1

단, ArrayDeque 클래스는 Stack 클래스와는 달리 search() 메소드는 지원하지 않습니다. Queue 인터페이스 클래스로 구현된 스택과는 달리 자바에서 큐 메모리 구조는 별도의 인터페이스 형태로 제공

이러한 Queue 인터페이스를 상속받는 하위 인터페이스는 다음과 같습니다.

1. Deque

2. BlockingDeque

3. BlockingQueue

4. TransferQueue

따라서 Queue 인터페이스를 직간접적으로 구현한 클래스는 상당히 많습니다.

그중에서도 Deque 인터페이스를 구현한 LinkedList 클래스가 큐 메모리 구조를 구현하는 데 가장 많이 사용

큐 메모리 구조는 선형 메모리 공간에 데이터를 저장하면서 선입선출(FIFO)의 시멘틱을 따르는 자료 구조

즉, 가장 먼저 저장된(push) 데이터가 가장 먼저 인출(pop)되는 구조

큐

Queue Interface

Queue 인터페이스는 큐 메모리 구조를 표현하기 위해, 다음과 같은 Collection 인터페이스 메소드만을 상속받아 사용

메소드 설명 boolean add(E e) 해당 큐의 맨 뒤에 전달된 요소를 삽입

만약 삽입에 성공하면 true를 반환하고, 큐에 여유 공간이 없어 삽입에 실패하면 IllegalStateException을 발생시킴

E element() 해당 큐의 맨 앞에 있는(제일 먼저 저장된) 요소를 반환 boolean offer(E e) 해당 큐의 맨 뒤에 전달된 요소를 삽입 E peek() 해당 큐의 맨 앞에 있는(제일 먼저 저장된) 요소를 반환

만약 큐가 비어있으면 null을 반환

E poll() 해당 큐의 맨 앞에 있는(제일 먼저 저장된) 요소를 반환하고, 해당 요소를 큐에서 제거

만약 큐가 비어있으면 null을 반환

E remove() 해당 큐의 맨 앞에 있는(제일 먼저 저장된) 요소를 제거

더욱 복잡하고 빠른 큐를 구현하고 싶다면 Deque 인터페이스를 구현한 ArrayDeque 클래스를 사용하면 됨

예제 Deque qu = new ArrayDeque();

다음 예제는 여러 LinkedList 메소드를 이용하여 큐 메모리 구조를 구현한 예제

예제 LinkedList qu = new LinkedList(); // 큐의 생성

//Deque qu = new ArrayDeque();

// add() 메소드를 이용한 요소의 저장

qu.add(“넷”);

qu.add(“둘”);

qu.add(“셋”);

qu.add(“하나”);

// peek() 메소드를 이용한 요소의 반환

System.out.println(qu.peek());

System.out.println(qu);

// poll() 메소드를 이용한 요소의 반환 및 제거

System.out.println(qu.poll());

System.out.println(qu);

// remove() 메소드를 이용한 요소의 제거

qu.remove(“하나”);

System.out.println(qu);

코딩연습 ▶

실행 결과 넷

[넷, 둘, 셋, 하나]

넷

[둘, 셋, 하나]

[둘, 셋]