스택 (Stack)

스택은 데이터를 LIFO(Last In First Out) 방식으로 관리하는 선형 자료구조입니다. 즉, 마지막에 추가된 데이터가 가장 먼저 제거됩니다. 접시 쌓기와 같은 일상적인 상황과 유사합니다.

스택의 주요 특징

LIFO(Last In First Out):
- 나중에 삽입된 데이터가 먼저 제거됩니다.
- Top: 스택의 가장 위쪽(마지막 데이터).
- Bottom: 스택의 가장 아래쪽(첫 번째 데이터).
기본 연산:
- Push: 데이터를 스택의 Top에 추가.
- Pop: 데이터를 스택의 Top에서 제거.
- Peek: Top에 있는 데이터를 확인(제거하지 않음).
- isEmpty: 스택이 비었는지 확인.
추상 자료형(ADT):
- 스택은 배열이나 연결 리스트로 구현 가능합니다.

public class ArrayStack {
    private int[] stack;  // 스택을 저장할 배열
    private int top;      // 스택의 Top을 가리키는 인덱스

    // 스택 생성자
    public ArrayStack(int capacity) {
        stack = new int[capacity];  // 고정 크기 배열
        top = -1;  // 스택이 비어 있음을 나타냄
    }

    // Push: 데이터 추가
    public void push(int data) {
        if (top == stack.length - 1) {
            throw new IllegalStateException("Stack is full!");  // 스택 오버플로우
        }
        stack[++top] = data;  // Top을 증가시키고 데이터 저장
    }

    // Pop: 데이터 제거 및 반환
    public int pop() {
        if (isEmpty()) {
            throw new IllegalStateException("Stack is empty!");  // 스택 언더플로우
        }
        return stack[top--];  // 데이터를 반환한 후 Top 감소
    }

    // Peek: Top 데이터 확인
    public int peek() {
        if (isEmpty()) {
            throw new IllegalStateException("Stack is empty!");
        }
        return stack[top];
    }

    // 스택이 비었는지 확인
    public boolean isEmpty() {
        return top == -1;
    }

    // 스택의 현재 크기 반환
    public int size() {
        return top + 1;
    }

    // 스택의 데이터 출력 (디버깅용)
    public void printStack() {
        System.out.print("Stack: ");
        for (int i = 0; i <= top; i++) {
            System.out.print(stack[i] + " ");
        }
        System.out.println();
    }

    // 테스트
    public static void main(String[] args) {
        ArrayStack stack = new ArrayStack(5); // 크기 5인 스택 생성

        stack.push(10);
        stack.push(20);
        stack.push(30);
        stack.printStack();  // 출력: Stack: 10 20 30

        System.out.println("Peek: " + stack.peek());  // 출력: Peek: 30
        System.out.println("Popped: " + stack.pop()); // 출력: Popped: 30
        stack.printStack();  // 출력: Stack: 10 20

        stack.push(40);
        stack.push(50);
        stack.push(60);
        stack.printStack();  // 출력: Stack: 10 20 40 50 60

        // Uncomment the following line to test stack overflow
        // stack.push(70); // 예외 발생: Stack is full!
    }
}