栈和队列类的使用：stack | queue | priority_queue | deque的使用

一、stack（栈）

1、栈的介绍

学过数据结构应该都很清楚，栈：一种特殊的线性表，其只允许在固定的一端进行插入和删除操作，进行数据的插入和删除操作的一端称为栈顶。另一端称为栈底。栈中数据元素遵循后进先出LIFO(last in first out)。

之前我们学习的是C语言使用数组模拟实现的栈，今天我们来学习一下C++中的栈，功能都是一样的，只不过C++中有现成的栈给我们使用，非常方便，不像C语言的时候，我们使用栈，还需要自己手搓一个。

stack文档的介绍：

1. stack是一种容器适配器，专门用在具有后进先出操作的上下文环境中，其删除只能从容器的一端进行元素的插入与提取操作。

2. stack是作为容器适配器被实现的，容器适配器即是对特定类封装作为其底层的容器，并提供一组特定的成员函数来访问其元素，将特定类作为其底层的，元素特定容器的尾部(即栈顶)被压入和弹出。

3. stack的底层容器可以是任何标准的容器类模板或者一些其他特定的容器类，这些容器类应该支持以下操作：

• empty：判空操作（相当于栈中的empty）

• back：获取尾部元素操作（相当于栈中的top接口）

• push_back：尾部插入元素操作（相当于栈中的push接口）

• pop_back：尾部删除元素操作（相当于栈中的pop接口）

4. 标准容器vector、deque、list均符合这些需求，默认情况下，如果没有为stack指定特定的底层容器，默认情况下使用deque（后面马上介绍）。

函数声明	功能说明
stack()	创建出空栈
empty()	判断栈是否为空
push(val)	将val值压入栈中
pop()	将栈顶的元素弹出
top()	获取栈顶元素的引用
size()	返回栈中的元素个数

2、栈的使用

#include <stack>
#include <iostream>
using namespace std;
int main()
{
   
	stack<int> st;
	st.push(1);
	st.push(2);
	st.push(3);
	st.push(4);
	st.push(5);
	while (!st.empty())
	{
   
		cout << st.top() << " ";
		st.pop();
	}
	return 0;
}

结果：

栈的使用非常简单，一共就几个接口，但是栈是会经常使用的，像后面的二叉树的各种题型，都可以使用stack。

3、栈的练手题

这里列出几个使用栈的练习题，可以练练手。

1.155. 最小栈 - 力扣（LeetCode）

2.栈的压入、弹出序列

3.150. 逆波兰表达式求值 - 力扣（LeetCode）

二、queue（队列）

1、队列的介绍

队列：只允许在一端进行插入数据操作，在另一端进行数据操作的特殊线性表，队列具有先进先出FIFO(Frist in First out)。

入队列：进行插入操作的一端称为队尾。
出队列：进行删除操作的一端称为对头。

队列文档的介绍：

1. 队列是一种容器适配器，专门用于在FIFO上下文(先进先出)中操作，其中从容器一端插入元素，另一端提取元素。

2. 队列作为容器适配器实现，容器适配器即将特定容器类封装作为其底层容器类，queue提供一组特定的成员函数来访问其元素。元素从队尾入队列，从队头出队列。

3. 底层容器可以是标准容器类模板之一，也可以是其他专门设计的容器类。该底层容器应至少支持以下操作:

• empty：检测队列是否为空

• size：返回队列中有效元素的个数

• front：返回队头元素的引用

• back：返回队尾元素的引用

• push_back：在队列尾部入队列（相当于队列中的push）

• pop_front：在队列头部出队列（相当于队列中的pop）

4. 标准容器类deque和list满足了这些要求。默认情况下，如果没有为queue实例化指定容器类，则使用标准容器deque。

可以看到这里标准容器类只有deque和list满足了这些条件，那为什么vector不满足呢？确实vector可以尾插，时间复杂度是O(1)，满足queue的条件，但是vector的头删就不行了，vector的头删是挪动数据覆盖，时间复杂度就变成O(n)了，不满足queue的插入删除操作都是O(1)，而list是链表，正好符合。

函数声明	接口说明
queue()	构造一个空队列出来
empty()	判断队列是否为空
push(val)	在队尾入val到队列中
pop()	将队头元素出队列
front()	返回队头元素的引用