C++ 学习系列 -- std::stack 与 std::queue

news2024/12/23 12:24:57

一 std::stack 与 std::queue 分别是什么？

两者均是 c++ 中的序列化容器，区别在于：

std::stack 元素是先进后出

std::queue 元素是先进先出

二 std::stack 与 std::queue 原理

1 std:statck

2. std::queue

两者底层容器可以是 list 也可以是 deque ；

为了保证两个序列式容器的特点，两者均不支持遍历，也不支持迭代器。

三常见函数接口与使用

1. std::stack

1.1 构造函数

std::stack<T,Container>::stack - cppreference.com

函数	说明
stack()	空构造函数

1.2 容器修改

函数	说明
push	在栈顶放入元素
emplace	在栈顶放入元素，也可以放入元素类的参数，实现原地构造
pop	弹出栈顶元素

1.3 容器访问

函数	说明
top	返回栈顶元素的引用

1.4 容器空间

函数	说明
empty	判断栈是否为空
size	返回栈中元素个数

代码如下：

#include<iostream>
#include<stack>


int main()
{

   // 1. constructor
    std::stack<int> tmp_stack;
    
    
    // 2. Modifiers
    tmp_stack.push(1);
    tmp_stack.push(2);
    tmp_stack.push(3);
    tmp_stack.push(3);
    
    tmp_stack.pop();    
    
    tmp_stack.emplace(4);
    tmp_stack.emplace(5);
    
    
    // 3. Element access
    
    std::cout << tmp_stack.top() << std::endl;
    std::cout << "------" << std::endl;

    // 4. Capacity

    std::cout << tmp_stack.empty() << std::endl;
    std::cout << tmp_stack.size() << std::endl;
    std::cout << "------" << std::endl;

    while (!tmp_stack.empty()) {
        std::cout << tmp_stack.top() << " ";
        tmp_stack.pop();
    }
    return 0;
}

2. std::queue

1.1 构造函数

https://en.cppreference.com/w/cpp/container/queue/queue

函数	说明
queue	空构造函数

1.2 容器修改

函数	说明
push	在队尾放入元素
emplace	在队尾放入元素，也可以放入元素类的参数，实现原地构造
pop	弹出队首元素

1.3 容器访问

函数	说明
front	返回队首元素的引用
back	返回队尾元素的引用

1.4 容器空间

函数	说明
empty	判断queue 是否为空
size	返回queue中元素个数

代码：

#include<iostream>
#include<queue>

int main()
{
     // 1. constructor
    std::queue<int> tmp_queue;

    // 2. Modifiers
    tmp_queue.push(1);
    tmp_queue.push(2);
    tmp_queue.push(3);
    tmp_queue.push(3);

    tmp_queue.pop();

    tmp_queue.emplace(4);
    tmp_queue.emplace(5);


    // 3. Element access

    std::cout << tmp_queue.front() << std::endl;
    std::cout << tmp_queue.back() << std::endl;
    std::cout << "------" << std::endl;

    // 4. Capacity

    std::cout << tmp_queue.empty() << std::endl;
    std::cout << tmp_queue.size() << std::endl;
    std::cout << "------" << std::endl;

    while (!tmp_queue.empty()) {
        std::cout << tmp_queue.front() << " ";
        tmp_queue.pop();
    }

输出：

四简单实现

下面代码中的 my_deque.h 为这个博客中实现的 my_deque

C++ -- 学习系列 std::deque 的原理与使用-CSDN博客

1. my_stack

// my_stack.h

#include"my_deque.h"

template<typename T>
class my_stack
{
public:
    my_stack()
    {

    }
    ~my_stack()
    {

    }

    void push(T& val)
    {
        data.push_back(val);
    }

    void push(T&& val)
    {
        data.push_back(val);
    }

    T& top()
    {
        return data.back();
    }

    void pop()
    {
        data.pop_back();
    }

    int size()
    {
        return data.size();
    }

    bool empty()
    {
        return data.empty();
    }

private:
    my_deque<T, 16> data;

};
// main.cpp
int main()
{
    // 1. constructor
    std::stack<int> tmp_stack;


    // 2. Modifiers
    tmp_stack.push(1);
    tmp_stack.push(2);
    tmp_stack.push(3);
    tmp_stack.push(3);

    tmp_stack.pop();

    tmp_stack.emplace(4);
    tmp_stack.emplace(5);


    // 3. Element access

    std::cout << tmp_stack.top() << std::endl;
    std::cout << "------" << std::endl;

    // 4. Capacity

    std::cout << tmp_stack.empty() << std::endl;
    std::cout << tmp_stack.size() << std::endl;
    std::cout << "------" << std::endl;

    while (!tmp_stack.empty()) {
        std::cout << tmp_stack.top() << " ";
        tmp_stack.pop();
    }

    return 0;
}

输出：

2. my_queue

// my_queue.h

#include"my_deque.h"

template<typename T>
class my_queue
{
public:
    my_queue()
    {

    }
    ~my_queue()
    {

    }

    void push(T& val)
    {
        data.push_back(val);
    }

    void push(T&& val)
    {
        data.push_back(val);
    }
    void pop()
    {
        data.pop_front();
    }

    T& front()
    {
        return data.front();
    }

    T& back()
    {
        return data.back();
    }

    bool empty()
    {
        return data.empty();
    }

    int size()
    {
        return data.size();
    }

private:
    my_deque<T, 16>  data;

};


// main.cpp

int main()
{
    // 1. constructor
    my_queue<int> tmp_queue;


    // 2. Modifiers
    tmp_queue.push(1);
    tmp_queue.push(2);
    tmp_queue.push(3);
    tmp_queue.push(3);

    tmp_queue.pop();


    // 3. Element access

    std::cout << tmp_queue.front() << std::endl;
    std::cout << tmp_queue.back() << std::endl;
    std::cout << "------" << std::endl;

    // 4. Capacity

    std::cout << tmp_queue.empty() << std::endl;
    std::cout << tmp_queue.size() << std::endl;
    std::cout << "------" << std::endl;

    while (!tmp_queue.empty()) {
        std::cout << tmp_queue.front() << " ";
        tmp_queue.pop();
    }

    return 0;
}

输出：