基本情報技術者 2014年春期午前（科目A）問07

問題文

空の状態のキューとスタックの二つのデータ構造がある。次の手続きを順に実行した場合、変数xに代入されるデータはどれか。ここで、手続で引用している関数は、次のとおりとする。

〔関数の定義〕　push(y):データyをスタックに積む。　pop():データをスタックから取り出して、その値を返す。　enq(y):データyをキューに挿入する。　deq():データをキューから取り出して、その値を返す。　〔手続〕　push(a) 　push(b) 　enq(pop()) 　enq(c) 　push(d) 　push(deq()) 　x ← pop()

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選択肢

ア：a

イ：b（正解）

ウ：c

エ：d

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スタックとキューの操作順序【午前解説】

正解の理由

正解: イ（b）
手続きを順に実行すると、pop() や deq() はその時点でのデータ構造から値を取り出してから enq または push が行われます。具体的に操作を追うと、最終の pop() が取り出す値は b であることが明らかです。

解法ステップ

初期状態：スタック S = []、キュー Q = []
push(a) → S = [a]（a が下、上は右）
push(b) → S = [a, b]（b が最上位）
enq(pop()) → pop() で b を取り出し、S = [a]、enq(b) により Q = [b]
enq(c) → Q = [b, c]（b が先頭）
push(d) → S = [a, d]（d が最上位）
push(deq()) → deq() により Q の先頭 b を取り出し Q = [c]、その値 b を push して S = [a, d, b]（b が最上位）
x ← pop() → S から最上位 b を取り出し x = b（これが答え）

選択肢別の誤答解説

ア: a — 初期に push された a はその後に b や d、さらに push された値により下に残り、最終 pop では取り出されません。
イ: b — 正解。手順どおり評価すると最終の pop が b を取り出します。
ウ: c — c はキューの後ろに enq されたまま残り、最後の pop（スタックから）は関係ありません。
エ: d — d はスタックに push されたが、その上に b がさらに push されているため、最後の pop では d ではなく b が取り出されます。

よくある誤解

「enq(pop()) は enq の後に pop を実行する」と誤解して順序を逆に考えてしまう。実際は pop が先に評価されます。
スタックとキューの順序（LIFO と FIFO）を混同して、どの要素が先に出るかを取り違えやすい。
push(deq()) を「deq() の結果は push の直前に入るが、元のキュー順序を壊さない」と誤解して中間状態を見落とす。

補足コラム

スタック（push/pop）は LIFO（後入れ先出し）、キュー（enq/deq）は FIFO（先入れ先出し）です。入れ子の呼び出し（例：enq(pop())）は内側の処理が先に行われるため、評価順を正しく把握することが重要です。
実務ではこのような構成を使って一時的なデータ移動や順序転換を行います。スタックは再帰や式評価、キューはジョブスケジューリングに多用されます。

FAQ

Q1: enq(pop()) と書かれているとき、pop は本当に先に実行されますか？
A1: はい。関数呼び出しの引数評価として内側（pop）が先に評価され、その結果が enq の引数になります。

Q2: push(deq()) の場合、deq が空だとどうなりますか？
A2: 問題文に明示がない場合は未定義動作またはエラー扱いですが、試験問題では空にならないような設問構成になっていることが多いです。

Q3: 表記上スタックの上側はどちらに描けば分かりやすいですか？
A3: 左右どちらでも構いませんが、右端を「上」と決めておくと順序の追跡がしやすいです（本解説も右端を上としています）。

関連キーワード: キュー、スタック、LIFO、FIFO、push、pop、enq、deq、データ構造、評価順序

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