【基本情報】スタック・キューを完全理解｜科目Bのデータ構造対策
「スタックとキュー、毎回どっちがFIFOか分からなくなる……😇」
「LIFOとFIFOは覚えたけど、問題になると解けない」
「科目Bの擬似言語で出てくると一気に難しく感じる」
基本情報技術者試験の科目Bを勉強していると、避けて通れないのが、
スタック（Stack）
と
キュー（Queue）
です。
名前だけ見ると難しそうですが、基本的な考え方はかなりシンプル。
まずはこれだけ覚えてください👇
スタック＝後入れ先出し（LIFO）
キュー＝先入れ先出し（FIFO）
ただし、試験では単純にLIFO・FIFOを答えるだけではありません。
実際には、
データを追加したらどうなる？
データを取り出したら何が出る？
擬似言語を実行した後の状態は？
どんな場面でスタック・キューを使う？
といった形で問われます。
この記事では、
基本イメージ → LIFO/FIFO → 操作方法 → 擬似言語 → トレース → 練習問題
の順番で解説します。
スタックとキューを「暗記」ではなく、動きをイメージして解ける状態を目指しましょう🔥
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1．そもそもデータ構造とは？
スタックとキューを理解する前に、
データ構造
について簡単に確認します。
データ構造とは、
データをどのような形で管理するか
を表したものです。
例えば、同じA・B・Cというデータでも、
A
B
C
という順番で保存するだけではなく、
どこから追加するのか
どこから取り出すのか
によってデータの扱い方が変わります。
代表的なデータ構造には、
配列
リスト
スタック
キュー
木構造
などがあります。
その中でも、科目Bを勉強するうえで最初に押さえておきたいのが、
スタックとキュー
です。
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2．まずは違いを一発で整理
最初に全体像を確認しましょう。
ここはそのまま覚えてOKです。
スタック
最後に入れたものから取り出す
キュー
最初に入れたものから取り出す
この違いがすべての基本になります。
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3．スタックとは？
スタック（Stack）は、
最後に入れたデータを最初に取り出す
データ構造です。
これを、
LIFO
といいます。
LIFOは、
Last In, First Out
の略です。
日本語では、
後入れ先出し
と覚えます。
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4．スタックは「積み重ねた皿」で考える
スタックを理解するなら、
お皿を積み重ねる場面
をイメージすると分かりやすいです。
例えば、
A
↓
B
↓
C
の順番でデータを入れたとします。
スタックの状態は、
となります。
では、ここから1つ取り出すと？
一番上にある、
C
が取り出されます。
つまり、
入れた順番
A → B → C
取り出す順番
C → B → A
です。
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5．LIFOを覚える
スタックでは、
LIFO
が重要です。
Last In
↓
最後に入れたものが
First Out
↓
最初に出る
なので、
Last In, First Out
です。
例えば、
A
↓
B
↓
C
の順番で入れたら、
C
↓
B
↓
A
の順番で取り出します。
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6．スタックへの追加「push」
スタックにデータを追加する操作を、
push
と呼ぶことがあります。
例えば最初に、
空(何も入っていない状態)
だったとします。
ここで、
push(A)
を実行すると、
次に、
push(B)
なら、
さらに、
push(C)
なら、
です。
push＝スタックへ追加
と覚えておきましょう。
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7．スタックから取り出す「pop」
スタックからデータを取り出す操作を、
pop
と呼ぶことがあります。
先ほどの、
という状態で、
pop()
を実行すると、
C
が取り出されます。
残るのは、
です。
もう一度、
pop()すると、
B
が取り出されます。
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8．pushとpopをセットで覚える
スタックでは、
と覚えておくと分かりやすいです。
そして重要なのは、
popでは最後にpushしたデータから取り出される
こと。
ここまで理解できれば、スタックの基本はOKです。
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9．スタックを実際にトレースしてみる
次の操作を考えてみましょう。
push(10)
push(20)
push(30)
pop()
順番に追います。
最初に、
push(10)
なので、
[10]
次に、
push(20)
で、
[10, 20]
次に、
push(30)
で、
[10, 20, 30]
そして、
pop()
すると、最後に追加した、
30
が取り出されます。
したがって残るのは、
[10, 20]
です。
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10．もう少し複雑なスタック問題
次の操作を考えます。
push(A)
push(B)
pop()
push(C)
push(D)
pop()
順番に追いましょう。
したがって、最後に残っているのは、
AとC
です。
popで取り出された順番は、
B → D
となります。
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11．スタックはどんな場面で使われる？
スタックは、実際のコンピュータでもさまざまな場面で使われます。
代表例として、
関数呼出し
再帰処理
式の評価
戻る処理
深さ優先探索
などがあります。
例えば、
「直前の状態へ戻る」
ような処理は、最後の状態から順番に取り出すスタックと相性がいいです。
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12．キューとは？
次は、
キュー（Queue）
です。
キューは、
最初に入れたデータを最初に取り出す
データ構造です。
これを、
FIFO
といいます。
FIFOは、
First In, First Out
の略です。
日本語では、
先入れ先出し
です。
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13．キューは「レジの行列」で考える
キューを理解するなら、
レジに並ぶ行列
をイメージすると簡単です。
例えば、
A → B → C
という順番で並んだとします。
一番最初に来たのは、
A
です。
したがって、一番最初に処理されるのも、
A
です。
その次が、
B
最後が、
C
となります。
つまり、
入れた順番
A → B → C
取り出す順番
A → B → C
です。
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14．FIFOを覚える
キューでは、
FIFO
が重要です。
First In
↓
最初に入れたものが
First Out
↓
最初に出る
つまり、
First In, First Out
です。
スタックとは逆なので、セットで覚えましょう。
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15．キューへの追加「enqueue」
キューへデータを追加する操作を、
enqueue（エンキュー）
と呼びます。
例えば、
enqueue(A)
なら、
[A]
次に、
enqueue(B)
なら、
[A, B]
さらに、
enqueue(C)
なら、
[A, B, C]
です。
後から来たデータは、
列の後ろ
へ追加されます。
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16．キューから取り出す「dequeue」
キューからデータを取り出す操作を、
dequeue（デキュー）
と呼びます。
例えば、
[A, B, C]
という状態で、
dequeue()
すると、
A
が取り出されます。
残るのは、
[B, C]
です。
もう一度、
dequeue()
すると、
B
が取り出されます。
残るのは、
[C]
です。
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17．enqueueとdequeueをセットで覚える
キューでは、
と覚えます。
重要なのは、
追加する場所と取り出す場所が違う
ことです。
イメージとしては、
後ろから並んで、前から出ていく
です。
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18．キューをトレースしてみる
次の操作を考えます。
enqueue(10)
enqueue(20)
enqueue(30)
dequeue()
順番に追います。
enqueue(10)
[10]
↓
enqueue(20)
[10, 20]
↓
enqueue(30)
[10, 20, 30]
↓
dequeue()
最初に入った、
10
が取り出されます。
残るのは、
[20, 30]
です。
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19．もう少し複雑なキュー問題
次の操作を考えます。
enqueue(A)
enqueue(B)
dequeue()
enqueue(C)
enqueue(D)
dequeue()
順番に追います。
最後に残るのは、
CとD
です。
取り出された順番は、
A → B
となります。
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20．スタックとキューを並べて比較
ここまでの内容を整理します。
ここは科目B対策として、すぐ説明できるようにしておきたいところです。
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21．一番簡単な見分け方
迷ったら、
「A→B→Cの順番で入れたら、最初に何が出る？」
と考えてください。
スタック
入れる
A → B → C
取り出す
C → B → A
なので、
最初にC
です。
キュー
入れる
A → B → C
取り出す
A → B → C
なので、
最初にA
です。
これだけでもかなり見分けやすくなります。
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22．よくある間違い① LIFOとFIFOを逆にする
最も多いのが、
LIFOとFIFOがごちゃごちゃになる
ことです。
おすすめの覚え方は、
LIFO
Last＝最後
最後に入れたものが先。
→ スタック
FIFO
First＝最初
最初に入れたものが先。
→ キュー
頭文字だけでなく、英語の意味まで理解しておくと忘れにくくなります。
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23．よくある間違い② pushした順番だけを見る
例えば、
push(A)
push(B)
push(C)
とあったとします。
ここで、
A → B → C
だから最初にAが出る、と考えてはいけません。
スタックは、
LIFO
です。
したがって、
pop()
すると、
C
が出ます。
操作の順番ではなく、
データ構造のルール
を確認しましょう。
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24．よくある間違い③ popとdequeue後の状態を更新しない
例えばスタックが、
[A, B, C]
の状態で、
pop()
したら、
Cが取り出されるだけではありません。
その後の状態は、
[A, B]
になります。
次の処理は、
更新後の状態
から考えます。
これは擬似言語のトレースと同じです。
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25．よくある間違い④ 頭の中だけで追う
操作が増えてくると、
push
push
pop
push
pop
push
のようになります。
これを頭の中だけで追うと、かなりミスしやすいです。
おすすめは、
1操作ごとに状態を書く
こと。
例えば、
という形です。
科目Bでは、
トレース表を作る癖
をつけておくとかなり強いです。
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26．擬似言語とスタック
ここから少し科目Bらしい問題を見てみます。
例えば、
push(1)
push(2)
push(3)
x ← pop()
y ← pop()
とします。
最初の状態は、
です。
まず、
x ← pop()
なので、
x = 3
次に、
y ← pop()
なので、
y = 2
です。
最後にスタックへ残るのは、
1
です。
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27．擬似言語とキュー
次は、
enqueue(1)
enqueue(2)
enqueue(3)
x ← dequeue()
y ← dequeue()
とします。
キューの状態は、
[1, 2, 3]
です。
最初に、
x ← dequeue()
なので、
x = 1
次に、
y ← dequeue()
なので、
y = 2
です。
最後に残るのは、
3
です。
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28．同じデータでも結果が変わる
ここが重要です。
同じ、
1
2
3
を順番に入れても、
スタック
3 → 2 → 1
キュー
1 → 2 → 3
と、取り出す順番が変わります。
つまり試験では、
「何を入れたか」だけではなく、「どのデータ構造を使っているか」
を見る必要があります。
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29．スタックを使って順番を逆にする
スタックの特徴を利用すると、
データの順番を逆転
できます。
例えば、
A → B → C
を順番にpushします。
すると、
です。
ここから全部popすると、
C → B → A
になります。
つまり、
入力順を逆にして取り出せる
わけです。
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30．キューは順番を維持しやすい
キューでは、
A → B → C
と入れたら、
A → B → C
と取り出します。
そのため、
到着順に処理したい場面
と相性がいいです。
例えば、
処理待ちタスク
印刷待ち
メッセージ処理
各種リクエストの待ち行列
などの考え方につながります。
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31．循環キューとは？
少し発展です。
キューを配列で実装すると、
データを取り出すたびに前方に空き領域ができます。
そこで考えられるのが、
循環キュー
です。
配列の最後まで到達したら、
先頭へ戻って空いている場所を再利用する
イメージです。
配列を円のように扱うため、
リングバッファ
という考え方にもつながります。
⸻
32．循環キューではfrontとrearを意識
キューでは、
front
と、
rear
という言葉が使われることがあります。
ざっくり言えば、
front
取り出す側
rear
追加する側
です。
普通の行列で考えれば、
というイメージです。
循環キューの問題では、この位置がどのように変化するかを追うことがあります。
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33．スタックの重要ワード
スタックが出たら、次のキーワードを連想しましょう。
スタック
↓
LIFO
↓
後入れ先出し
↓
push / pop
↓
最後に入れたものから取り出す
このセットで覚えるのがおすすめです。
⸻
34．キューの重要ワード
キューなら、
キュー
↓
FIFO
↓
先入れ先出し
↓
enqueue / dequeue
↓
最初に入れたものから取り出す
です。
スタックと対にして覚えると整理しやすくなります。
⸻
35．練習問題① スタック
空のスタックに対して、
push(A)
push(B)
push(C)
pop()
を実行しました。
取り出されるデータは何でしょう？
⸻
答え
C
です。
最後に入れたCから取り出されます。
LIFO
ですね。
⸻
36．練習問題② キュー
空のキューに、
enqueue(A)
enqueue(B)
enqueue(C)
dequeue()
を実行しました。
取り出されるデータは何でしょう？
⸻
答え
A
です。
最初に入れたAから取り出されます。
FIFO
です。
⸻
37．練習問題③ スタック
次の処理を実行します。
push(10)
push(20)
x ← pop()
push(30)
y ← pop()
xとyはいくつでしょう？
順番に追います。
push(10)
[10]
↓
push(20)
[10,20]
↓
x ← pop()
x = 20
残りは、
[10]
↓
push(30)
[10,30]
↓
y ← pop()
y = 30
したがって、
x＝20
y＝30
です。
⸻
38．練習問題④ キュー
次の処理を実行します。
enqueue(10)
enqueue(20)
x ← dequeue()
enqueue(30)
y ← dequeue()
順番に追います。
[10]
↓
[10,20]
最初のdequeueで、
x = 10
残りは、
[20]
30を追加して、
[20,30]
次のdequeueで、
y = 20
です。
したがって、
x＝10
y＝20
となります。
⸻
39．練習問題⑤ スタック＋繰返し
少し科目Bらしくします。
for i = 1 to 4
push(i)
endfor
x ← pop()
とします。
ループ終了時点では、
です。
ここからpopするので、
x＝4
です。
⸻
40．練習問題⑥ キュー＋繰返し
次は、
for i = 1 to 4
enqueue(i)
endfor
x ← dequeue()
です。
ループ終了時点では、
[1,2,3,4]
です。
dequeueすると最初のデータが取り出されるため、
x＝1
となります。
⸻
41．練習問題⑦ 少し応用
空のスタックに対して、
push(1)
push(2)
x ← pop()
push(x + 3)
y ← pop()
を実行します。
順番に追います。
まず、
[1]
↓
[1,2]
↓
x ← pop()
なので、
x = 2
残りは、
[1]
です。
次に、
push(x + 3)
なので、
push(5)
となります。
状態は、
[1,5]
最後に、
y ← pop()
なので、
y＝5
です。
⸻
42．科目Bでの解き方
スタック・キューが出てきたら、次の順番で確認するのがおすすめです。
STEP1
スタックかキューか確認
↓
STEP2
LIFOかFIFOか確認
↓
STEP3
初期状態を確認
↓
STEP4
追加操作を1つずつ実行
↓
STEP5
取出し操作のたびに状態を更新
↓
STEP6
変数へ代入された値を記録
この順番なら、複雑な問題でもかなり整理しやすくなります。
⸻
43．問題用紙には状態を書く
例えばスタックなら、
A
↓
A B
↓
A B C
↓
A B
のように状態を書いていきます。
キューなら、
[A]
↓
[A,B]
↓
[A,B,C]
↓
[B,C]
のように書きます。
見た目が多少雑でもOK。
頭の中だけで処理しない
ことの方が重要です。
⸻
44．スタック・キューと科目Bの擬似言語
スタックとキューだけ単独で覚えて終わりではありません。
科目Bでは、
変数
条件分岐
繰返し
配列
関数
などと組み合わされる可能性があります。
例えば、
for
↓
条件判定
↓
push
↓
pop
↓
変数へ代入
のように複数の要素が混ざります。
だからこそ、
基本操作を見た瞬間に意味が分かる状態
にしておくことが大切です。
⸻
45．暗記ではなく動きを説明できるか確認する
次の質問に答えられるか確認してみましょう。
Q．スタックとは？
→ 最後に入れたデータから取り出す。
Q．キューとは？
→ 最初に入れたデータから取り出す。
Q．LIFOとは？
→ Last In, First Out。
Q．FIFOとは？
→ First In, First Out。
Q．pushとは？
→ スタックへ追加。
Q．popとは？
→ スタックから取り出す。
Q．enqueueとは？
→ キューへ追加。
Q．dequeueとは？
→ キューから取り出す。
ここまで即答できれば、基本はかなり固まっています。
⸻
46．試験直前チェックリスト
最後に確認してみましょう👇
☐ スタックとキューの違いを説明できる
☐ LIFOの意味が分かる
☐ FIFOの意味が分かる
☐ スタック＝後入れ先出しと分かる
☐ キュー＝先入れ先出しと分かる
☐ pushの意味が分かる
☐ popの意味が分かる
☐ enqueueの意味が分かる
☐ dequeueの意味が分かる
☐ A→B→Cをスタックから取り出す順番が分かる
☐ A→B→Cをキューから取り出す順番が分かる
☐ 操作ごとに状態をトレースできる
☐ ループと組み合わされても追える
☐ 循環キューの基本イメージが分かる
怪しい項目があれば、その部分だけもう一度確認しましょう。
⸻
47．最後にこれだけ覚える
時間がない人は、まずこの表を覚えてください👇
さらに一言で覚えるなら、
スタック → 最後に入れたものから出る
キュー → 最初に入れたものから出る
これです🔥
⸻
まとめ
スタックとキューは、名前だけで暗記すると混乱しやすいですが、
「データをどの順番で取り出すのか」
をイメージすれば難しくありません。
スタックは、
LIFO＝後入れ先出し
A → B → C
取り出す
C → B → A
キューは、
FIFO＝先入れ先出し
A → B → C
取り出す
A → B → C
です。
そして科目Bで大切なのは、用語を覚えるだけではなく、
操作を1つずつトレースできること。
問題が複雑になっても、
データ構造を確認 → 初期状態を確認 → 1操作ずつ状態を書く
という流れを崩さなければ、かなり解きやすくなります。
スタック・キューが苦手な人は、まず簡単なpush/pop、enqueue/dequeueから繰り返し練習してみてください🔥
⸻
📚 基本情報技術者試験を勉強している方へ
このnoteでは、
「基本情報の難しいテーマを、初学者でも理解できる形にする」
をテーマに、科目A・科目Bの攻略記事を公開しています。
今回のスタック・キューが理解できたら、次は、
配列 → 探索 → ソート → 計算量 → 科目Bの擬似言語問題
と進めていくと理解をつなげやすいです。
試験前に見返せるよう保存して活用ください📌
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