C++容器适配器stack和queue使用详解

1.stack容器

在C++中，std::stack是一个容器适配器，它提供了后进先出（LIFO, Last-In-First-Out）的数据结构特性。stack并不是一个独立的容器，而是基于现有的标准容器（如std::vector、std::deque或std::list）实现的。默认情况下，如果未指定基础容器类型，std::deque会被用作默认的底层容器。

std::stack主要接口包括：

• 构造函数：

  • stack(); 默认构造函数，使用默认的容器（通常是deque）来创建栈。
  • explicit stack(const container& c); 使用给定的容器c来初始化栈。

• 成员函数：

  • bool empty() const; 检查栈是否为空。
  • size_type size() const; 返回栈中元素的数量。
  • reference top(); 返回栈顶元素的引用，但不移除它。
  • void push(const value_type& x); 在栈顶添加一个元素。
  • void pop(); 移除栈顶元素。

注意，stack不直接提供访问除了栈顶之外的任何元素的方法，这是由其后进先出的特性决定的。

下面是一个简单的使用示例：

//
// Created by 86189 on 2024/6/28.
//
#include <iostream>
#include <stack>
using namespace std;

int main(){
    stack<int>stk;
    stack<int>stk2(stk);
    stk.push(10);
    stk.push(20);
    stk.push(30);
    stk.push(10);
    stk2 = stk;
    cout << stk.size() << endl;
    while (!stk.empty()){
      cout << stk.top() << " ";
      stk.pop();
    }
    cout << endl;
    cout << stk.size() << endl;
    cout << stk2.size() << endl;
    return 0;
}

在这个例子中，我们创建了一个整数栈，向其中压入了几个元素，然后查看和操作栈顶元素，展示了基本的栈操作。

2.queue容器

在C++中，std::queue是一个容器适配器，它提供了先进先出（FIFO, First-In-First-Out）的数据结构特性。与std::stack类似，queue也不是一个独立的容器，而是基于现有的标准容器实现的，最常用的底层容器是std::deque，但也可以是其他容器如std::list。默认情况下，如果没有特别指定，deque就是默认的底层容器。

std::queue的主要接口包括：

• 构造函数：

  • queue(); 默认构造函数，使用默认的容器（通常是deque）来创建队列。
  • explicit queue(const container& c); 使用给定的容器c来初始化队列。

• 成员函数：

  • bool empty() const; 检查队列是否为空。
  • size_type size() const; 返回队列中元素的数量。
  • reference front(); 返回队列头部元素的引用，但不移除它。
  • reference back(); 返回队列尾部元素的引用，但不移除它。
  • void push(const value_type& x); 在队列尾部添加一个元素。
  • void pop(); 移除队列头部元素。

下面是一个简单的使用示例：

//
// Created by 86189 on 2024/6/28.
//
#include <iostream>
#include <queue>
using namespace std;


int main(){
    // 创建一个整数类型的队列
    queue<int>q;
    
    // 向队列中添加三个元素
    q.push(10);
    q.push(50);
    q.push(20);
    
    // 输出队列末尾的元素
    cout << q.back() << endl;
    
    // 输出队列头部的元素
    cout << q.front() << endl;
    
    // 当队列不为空时，循环输出队列的头部元素并将其移除
    while (!q.empty()){
        cout << q.front() << endl;
        q.pop();
    }
    
    // 输出队列当前的大小
    cout << q.size() << endl;
    
    return 0;
}

在这个示例中，我们创建了一个整数队列，向其中添加了几个元素，然后查看和操作队列的头部和尾部元素，展示了基本的队列操作。队列保证了最先添加的元素将会最先被移除，体现了先进先出的原则。