STL —— stack容器用法简介

叁歲伎倆 2022-12-10 14:37 200阅读 0赞

### 文章目录 ###

*  一、简介
 *  二、函数用法示例
 *  三、结语

# 一、简介 #

stack是一种容器适配器（STL的容器分为顺序容器和关联容器，容器适配器，是对这两类容器进行包装得到的具有更强的约束力的容器），被设计来用于操作先进后出（FILO）结构的情景，在这种情况下， 元素的插入和删除都只能在容器的尾部进行。

stack通过容器适配器来实现，是一种将特定的容器类作为其最底层的容器的类，它提供了一些特定的成员函数来访问自己的元素，元素只能在这个特定容器的后面，也就是栈的顶部，进行出栈和入栈操作。

最底层的容器可以是任意一种标准的容器模板类，或者是一些有明确目的的容器类，他们应该支持以下操作：

*  empty（判断是否为空）
 *  size （返回栈的元素个数）
 *  back （返回栈顶元素）
 *  push\_back （入栈）
 *  pop\_back （出栈）

标准的容器类，比如 vector，deque，list，满足以上需求。如果没有明确指定需要用的容器，默认情况下将会使用 deque。

# 二、函数用法示例 #

1、构造与析构(C++11版本)

initialize (1)          explicit stack (const container_type& ctnr);  
      
    move-initialize (2)     explicit stack (container_type&& ctnr = container_type());  
      
    allocator (3)           template <class Alloc> explicit stack (const Alloc& alloc);  
      
    init + allocator (4)    template <class Alloc> stack (const container_type& ctnr, const Alloc& alloc);  
      
    move-init + allocator (5)  template <class Alloc> stack (container_type&& ctnr, const Alloc& alloc);  
      
    copy + allocator (6)    template <class Alloc> stack (const stack& x, const Alloc& alloc);  
      
    move + allocator (7)    template <class Alloc> stack (stack&& x, const Alloc& alloc);

（1）初始化构造方式  
构造一个内部元素都是ctnr的拷贝的容器适配器

（2）move-initialization constructor  
构造一个内部元素都是通过移动方式获得ctnr的值的容器适配器

cplusplus的例子：

// constructing stacks  
    #include <iostream>       // std::cout  
    #include <stack>          // std::stack  
    #include <vector>         // std::vector  
    #include <deque>          // std::deque  
      
    int main ()  
    {
          
      std::deque<int> mydeque (3,100);          // deque with 3 elements  
      std::vector<int> myvector (2,200);        // vector with 2 elements  
      
      std::stack<int> first;                    // empty stack  
      std::stack<int> second (mydeque);         // stack initialized to copy of deque  
      
      std::stack<int,std::vector<int> > third;  // empty stack using vector  
      std::stack<int,std::vector<int> > fourth (myvector);  
      
      std::cout << "size of first: " << first.size() << '\n';  
      std::cout << "size of second: " << second.size() << '\n';  
      std::cout << "size of third: " << third.size() << '\n';  
      std::cout << "size of fourth: " << fourth.size() << '\n';  
      
      return 0;  
    }

2、empty()  
返回当前栈是否为空(当它的大小是0的时候），empty()函数并不能清空栈，只是一个返回bool型的const函数

stack<int>s;  
        s.push(1);  
        s.push(2);  
        cout << s.empty() << endl;   //输出0

3、size()

返回容器中元素的个数，时间复杂度O(1)，返回值类型是size\_type，也就是unsigned int。size()函数不能改变栈的大小

4、top()  
返回栈顶元素的引用。  
由于栈是一种先进后出的结构，所以最顶部的元素就是最后插入栈的元素。  
（ C++11中会自动根据元素类型返回reference或者是const\_reference，对一个空的栈调用top函数，会异常终止，所以应该使用empty()函数提前检查)

stack<int>s;  
    s.push(1);  
    s.push(2);  
    cout << s.top() << endl;    //输出2  
    s.top() += 3;               //引用可以作为左值  
    cout << s.top() << endl;    //输出5

5、push() 和 emplace() (C++11)

push()函数和 emplace()都是在栈这个容器的顶部插入一个新的元素。  
push()，实际上是调用的底层容器的 push\_back()函数，新元素的值是 push函数参数的一个拷贝。  
emplace()，实际上是调用的底层容器的 emplace\_back()函数，新元素的值是在容器内部就地构造的，不需要移动或者拷贝。  
stack的 emplace也可以用在普通的基本类型上。

struct Node  
    {
          
        Node(int x)  
            :x(x){
        }  
        int x;  
    };  
      
    int main()  
    {
          
        stack<Node>s1;  
        s1.emplace(1);  
        s1.push(Node(2));  
      
        stack<int>s2;  
        s2.emplace(1);   //OK  
        return 0;  
    }

6、pop()

删除最顶部的元素，使栈的大小减小

这个被删除的元素，是刚刚插入栈的元素，这个元素和top函数的返回值是一致的。这个函数会调用对象的析构函数（如果有的话），pop()实际上是用过底层容器的pop\_back()函数实现的。

（对一个空栈进行pop()，会导致程序异常终止，应该使用empty提前检查）

stack<int>s;  
    s.push(1);  
    s.push(2);  
    s.push(3);  
      
    cout << s.top() << endl;   //3  
    s.pop();  
    cout << s.top() << endl;   //2

栈没有clear或者erase函数，如果想要清空一个栈，需要循环的调用出栈函数。

stack<int>s;  
    //s.erase(); //error  
    //s.clear(); //error  
    s.push(1);  
    s.push(2);  
    s.push(3);  
    cout << s.size() << endl;   //3  
    while(!s.empty())  
        s.pop();  
    cout << s.size() << endl;    //0

7、swap()

交换两个栈的内容（所有元素），这个函数通过非成员函数swap()来交换底层容器，时间复杂度O(1)

cplusplus的例子

// stack::swap  
    #include <iostream>       // std::cout  
    #include <stack>          // std::stack  
      
    int main ()  
    {
          
      std::stack<int> foo,bar;  
      foo.push (10); foo.push(20); foo.push(30);  
      bar.push (111); bar.push(222);  
      
      foo.swap(bar);  
      
      std::cout << "size of foo: " << foo.size() << '\n';  
      std::cout << "size of bar: " << bar.size() << '\n';  
      
      return 0;  
    }

# 三、结语 #

栈是一种特别常用的数据结构，在各种编程语言或者是操作系统内部，都能见到。常见的DFS算法，递归算法；上下文切换，进程调度，以及寄存器本身。

本文转载于http://blog.csdn.net/gscsdlz/article/details/52169463