スタック 【stack】

概要

スタック（stack）とは、最も基本的なデータ構造の一つで、要素が入ってきた順に一列に並べ、後に入れた要素から順に取り出すという規則で出し入れを行うもの。本や書類、箱などを積み上げて置くことになぞらえてこのように呼ばれる。

スタックは要素が入ってきた順に並べ、先頭が最も古く、末尾が最も新しい要素となる。取り出すときは末尾にある最も新しいものから順に取り出す。このように後に入れたものほど先に取り出される管理方式を「LIFO」（Last-In First-Out/後入れ先出し）あるいは「FILO」（First-In Last-Out/先入れ後出し）という。

ほとんどのマイクロプロセッサにはメモリ領域に設けたスタックを操作するための機械語の命令やレジスタなどを内蔵しており、機械語のプログラムの実行制御などで非常によく用いられるデータ構造として知られる。特に、サブルーチンや関数を呼び出す際に処理中のデータや戻りアドレスなどを一時的に退避するコールスタック（実行スタック）のことを単にスタックと呼ぶ場合もある。

一方、先に追加した要素ほど先に取り出される（先頭から順に取り出す）規則で要素の出し入れを管理するデータ構造は「キュー」（queue）あるいは「待ち行列」と呼ばれる。

プッシュ/ポップ (push/pop)

スタックに要素を追加する操作を「プッシュ」（push）、取り出す操作を「ポップ」（pop）という。プッシュされた要素はスタックの末尾に追加され、スタックの要素数は1増加する。

ポップを指示するとスタックの末尾の要素が取り出され、その要素はスタックから取り除かれる。末尾から2番目にあった要素（2番目に新しかった要素）が新しい末尾となり、スタックの要素数は1減少する。

プログラミング言語などによっては、この2つの操作に加え、末尾あるいは指定位置の要素を取り出さずに値を読み込む「ピーク」（peek）、末尾あるいは指定位置の値を書き換える「ポーク」（poke）といった操作を提供している場合もある。

プロトコルスタック/ソフトウェアスタック

ネットワークプロトコル（通信規約）やソフトウェアは物理的な装置や回線に近い部分から利用者に近いものまで、役割に応じて階層構造に分かれていることが多い。

このとき、互いに相互運用性のあるプロトコルやソフトウェアを積み重ね、全体として一つのシステムや機能を実現したものをプロトコルスタック、ソフトウェアスタックなどということがある。

例えばプロトコルであれば、物理層からアプリケーション層まで、UTPケーブル - Ethernet - IP（Internet Protocol） - TCP（Transmission Control Protocol） - HTTP（Hypertext Transfer Protocol）といったように積み上げた各階層の機能が互いに連携しあって通信が可能となる。

専門知識や技能のスタック

ある事業や業務に必要な専門的な知識や技能の総体を、プロトコルやソフトウェアになぞらえて階層状に整理したものをスタックと呼ぶことがある。

階層の積み上げ方は分野によって異なり、ソフトウェアのようにハードウェア寄りから利用者寄りへ重ねていく場合と、企画-設計-実装-…といったように工程の前後関係に基づいて整理する考え方がある。

特に、ある事業分野に必要なすべてのスキルを一人で備え、すべて遂行することができる技術者のことを「フルスタックエンジニア」（英語では “full stack developer”）という。

例えば、Webサービスを開発・提供する場合に、通常はそれぞれの専門的なスタッフや部門で分業される、企画、設計、ページやユーザーインターフェースのデザイン、画像制作、HTML/CSSコーディング、サーバ側（バックエンド）プログラミング、クライアント側（フロントエンド）プログラミング、テスト、機材や回線の調達・導入、ネットワーク設定、サーバ管理、システム運用、プロモーション、利用者サポートなどを一人でできる人材のことをフルスタックであるという。