最終更新日：2026年8月28日

fe fe-technology data-structure algorithm

まず結論

スタックとは、最後に入れたデータを最初に取り出すLIFO（後入れ先出し）のデータ構造です。

基本情報技術者試験では、次の対応を押さえます。

  • 関数呼出し・戻り番地・ローカル変数 → スタック
  • 計算途中の値を保存し、後で取り出して使う → スタック
  • 最後に入れたものから取り出す → LIFO
  • 最初に入れたものから取り出す → キュー
  • 配列の同じ端から追加し、同じ端から取り出す → スタック
  • 最終状態から元の値を求める → 命令を後ろから逆向きにたどる

試験では、用語を暗記するよりも、「どこに追加し、どこから取り出しているか」を見ると判断しやすくなります。

スタックとキューの違いを先に整理したい場合は、スタックとキューの違い｜LIFOとFIFOを見分ける方法 を確認すると、取り出し順の違いから理解できます。

直感的な説明

スタックは、積み重ねた皿のイメージです。新しい皿は一番上に置き、取り出すときも一番上から取ります。

C  ← 最後に置いた皿
B
A

A、B、Cの順に置いたなら、取り出す順番はC、B、Aです。

入れる：A → B → C
出す　：C → B → A

この性質を、英語で LIFO（Last In, First Out） といいます。

関数Aから関数Bを呼び、さらに関数Bから関数Cを呼ぶ場合、戻る順番はC、B、Aです。呼び出した順番とは逆に戻るため、スタックが使われます。

計算式でも同じです。ある計算の途中結果をいったん積んでおき、別の計算を終えた後で、最後に積んだ途中結果から取り出して計算を続けられます。

定義・仕組み

スタックの代表的な操作は次の二つです。

操作 初心者向けの読み替え 意味
push（プッシュ） データを入れる・追加する データを一番上に追加する
pop（ポップ） データを取り出す 一番上のデータを取り出す

A、B、Cの順にpushした場合、popされる順番はC、B、Aです。

配列と添字でスタックを表す

スタックは、配列と「現在の一番上の位置」を示す変数を使って実装できます。

例えば、配列を A、一番上の位置を示す変数を p とすると、次のような処理を考えられます。

push(x)
    p = p + 1
    A[p] = x

pop()
    x = A[p]
    p = p - 1
    return x

ここで p はデータそのものではなく、現在の一番上の要素がある位置を管理するための変数です。

push では、p を1増やしてから新しいデータを A[p] に格納します。

pop では、現在の A[p] を取り出してから p を1減らします。

つまり、

追加　：配列の末尾
取出し：配列の末尾

と、同じ側から追加・取出しを行っています。この動きが見えたら、スタックを疑います。

例えば、初期値を p = 0 として、次の順に処理します。

push(A)
push(B)
push(C)

すると、状態は次のようになります。

p = 3

A[3] = C  ← 一番上
A[2] = B
A[1] = A

ここで pop() を実行すると、最初に取り出されるのは C です。

pop() → C
p = 2

最後に入れたCが最初に出るため、LIFO＝スタックと判断できます。

配列そのものについて復習したい場合は、配列とは？添字でデータを順番に扱う基本構造も確認してみてください。

このテーマは、基本情報技術者試験の「アルゴリズムとプログラミング」やデータ構造と関係が深い内容です。公式情報は、IPA：基本情報技術者試験 から確認できます。

計算途中の値を保存する

加減乗除を組み合わせた計算では、先に求めた途中結果を一時保存し、別の計算が終わった後で取り出して使うことがあります。

例えば、次のような流れです。

途中結果Aを計算する
push(A)

別の途中結果Bを計算する
A = pop()
AとBを使って次の計算を行う

最後に保存した途中結果を最初に使う場面では、LIFOのスタックが適しています。

ただし、スタックは途中にある値を自由に変更したり、好きな位置へ新しい値を挿入したりする構造ではありません。基本操作は、一番上への追加と一番上からの取出しです。

関数呼出しとコールスタック

関数や手続を呼び出すときは、呼出し元へ戻るための情報を一時保存します。

  • 戻り番地
  • 引数
  • ローカル変数
  • 処理途中の値

これらを呼出しごとに積み重ねる領域をコールスタックと呼びます。関数が終了すると、その関数の情報を取り出して呼出し元へ戻ります。

再帰呼出しが深すぎるとスタック領域を使い切ることがあります。これがスタックオーバーフローです。

科目Aでどう出る？

次のキーワードが出たらスタックを選びます。

  • 後入れ先出し
  • LIFO
  • pushとpop
  • 配列の同じ端で追加と取出しを行う
  • 計算途中の値を一時保存する
  • 保存した途中結果を後で取り出して計算する
  • 関数呼出し
  • 戻り番地
  • ローカル変数
  • 最後に呼び出した処理から先に戻る
説明 データ構造
配列の末尾に追加し、末尾から取り出す スタック
計算途中の値を保存し、後で取り出して利用する スタック
関数呼出し時の戻り番地を保存する スタック
格納した順番に取り出す キュー
到着順や受付順で処理する キュー
値の大小関係を使って検索する 2分探索木
前後の要素を双方向にたどる 双方向連結リスト

選択肢では、一時保存という言葉だけで判断せず、どの順番で取り出すかを確認します。

同じ端から追加・取出し
→ スタック

後ろから追加・前から取出し
→ キュー

最終状態から逆向きにたどる問題

科目Aでは、pushとpopを実行した後のスタックだけが示され、最初にpushした値などを逆算する問題もあります。

前から追ってもpushする値が分からない場合は、命令列を最後から逆向きにたどります。

元の命令 通常の操作 逆向きに戻す操作
push 一番上に値を追加する 一番上の値を取り除く
pop 一番上の値を取り出す 取り出された値を積み直す

例えば、実行後のスタックが次の状態だとします。

上
C
B
A
下

最後の命令がpushなら、そのpushで追加された値は現在一番上のCです。逆向きに戻すときは、Cを取り除きます。

上
B
A
下

最後の命令がpopなら、元の処理では何らかの値が取り出されています。逆向きでは、その値を一番上に積み直します。

上
？
C
B
A
下

取り出された値が分からない場合は、無理に決めずに？として置きます。後の命令を逆向きにたどることで、その？が取り除かれたり、必要な位置関係だけが分かったりします。

試験中は、次のように判断します。

最初から値が分かる
→ push・popを前から実行する

途中の値が不明で、最終状態が分かる
→ 命令を後ろから逆向きにたどる

逆向きに追うときも、操作できる場所は常にスタックの一番上です。

科目Bでどう使う？

科目Bでは、pushとpopのたびにスタックの状態を書き換えて追います。

push(A)
push(B)
pop()    → B
push(C)
pop()    → C
pop()    → A

計算処理でも、途中結果がどの順番で積まれ、どの値がpopされるかを一つずつ追います。

push(8)      スタック：[8]
push(3)      スタック：[8, 3]
pop()        取り出す値：3、スタック：[8]
push(5)      スタック：[8, 5]
pop()        取り出す値：5、スタック：[8]

配列で実装された処理を読む

科目Bでは、push や pop という名前が使われず、配列と添字だけでスタックを表すことがあります。

例えば、

p = p + 1
A[p] = x

という処理なら、p を進めて配列の末尾へ追加しています。

一方、

x = A[p]
p = p - 1

なら、現在の末尾から取り出して、p を一つ戻しています。

このときは、処理名ではなく、

追加する場所と取り出す場所が同じか

を確認します。

試験中は、次のような小さな表を書くと安全です。

手順 p 操作 取り出した値
初期 0 - -
1 1 Aを追加 -
2 2 Bを追加 -
3 3 Cを追加 -
4 2 Cを取り出す C

特に確認するのは次の3点です。

  1. p が増えるのは格納の前か後か
  2. どの A[p] を読み書きしているか
  3. 取出し後に p がどこを指すか

頭の中だけで追わず、処理ごとに「p」「配列の中身」「取り出した値」をメモするとミスを減らせます。

よくある誤解・混同

一時保存ならキューでもよい

重要なのは保存できるかではなく、取り出す順番です。最後に保存した途中結果から先に使う場合や、最後に呼び出した関数から先に戻る場合はスタックを使います。

格納した順番に取り出すのがスタック

これはキューです。スタックは格納した順番とは逆に、最後に格納した値から取り出します。

配列を使っていればスタックである

これは誤りです。

配列はデータを置くための入れ物であり、スタックかどうかは追加と取出しの方法で決まります。

末尾に追加・末尾から取出し
→ スタック

末尾に追加・先頭から取出し
→ キュー

pは必ず「要素数」を表す

p の意味は問題の処理によって変わります。

要素数として使う場合もあれば、現在のトップ位置を示す場合もあります。

そのため、p という変数名だけで判断せず、初期値と、代入・増減の順番をそのまま追うことが大切です。

スタックの途中にある値を直接変更できる

単純なスタックで直接操作できるのは一番上の値です。途中の値だけを変更したり、途中へ新しい値を挿入したりする処理には向きません。

戻り番地だけを保存する

戻り番地だけでなく、引数、ローカル変数、処理途中の値なども保存します。

pushとpopを逆に覚える

pushは「データを入れる」、popは「データを取り出す」と日本語へ置き換えると整理しやすくなります。popした値はスタックから取り除かれます。

逆向きでもpushは値を積む

これは誤りです。命令列を逆向きに戻すときは、元のpushによって追加された一番上の値を取り除きます。

通常のpush
→ 一番上に追加する

pushを逆向きに戻す
→ 一番上を取り除く

同様に、元のpopを逆向きに戻すときは、取り出された値を一番上へ積み直します。

確認問題（基本情報技術者試験対策）

複数の計算を行う処理で、先に求めた途中結果を一時保存し、別の計算を行った後、最後に保存した途中結果から取り出して計算を続ける。この処理に適したデータ構造はどれか。

  • ア. キュー
  • イ. スタック
  • ウ. 2分探索木
  • エ. 双方向連結リスト
▶ クリックして答えと解説を見る（ここを開く）

正解：イ

  • キューはFIFOで、最初に保存した値から取り出します。
  • スタックはLIFOで、最後に保存した途中結果から取り出す処理に適しています。
  • 2分探索木は値の大小関係を利用した検索に使います。
  • 双方向連結リストは前後の要素をたどったり、要素を挿入・削除したりする構造です。

まとめ（試験直前用）

  • スタックはLIFO（後入れ先出し）
  • push（プッシュ）は「データを入れる」、pop（ポップ）は「データを取り出す」
  • 同じ端から追加・取出しをしていたらスタックを疑う
  • 配列で実装された場合は、トップ位置を示す変数の増減を追う
  • 科目Bでは「p」「配列の中身」「取り出した値」を順番にメモする
  • 科目Aでは最終状態から命令を逆向きにたどる問題もある
  • 逆向きでは、pushは一番上を取り除き、popは値を積み直す
  • 関数呼出し時の戻り番地やローカル変数を保存する
  • キューはFIFO（先入れ先出し）
  • 再帰が深すぎるとスタックオーバーフローが起こる

スタックとキューを取り出し順でまとめて復習したい場合は、スタックとキューの違い に戻ると整理しやすくなります。

© 2024-2026 stemtazoo. All rights reserved.