c++学习笔记-提高篇-STL标准模板库3（stack容器、queue容器以及list容器）

news2025/1/22 15:46:37

目录

Stack容器

一、Stack容器介绍

二、stack常用接口

三、栈的示例

queue（队列）容器

一、queue容器介绍

二、queue常用接口

三、queue示例

list容器

一、list容器介绍

二、list常用接口及示例

（一）list构造函数

（二）list赋值和交换

（三）list大小操作

 (四）list插入和删除

 （五）list数据存取

(六） list反转和排序

stack容器

一、stack容器介绍

二、stack常用接口

三、栈的示例

#include<iostream>
using namespace std;
#include<stack>

//栈stack容器
void test01()
{
	//特点：符合先进后出数据结构
	stack<int>s;

	//入栈
	s.push(10);
	s.push(20);
	s.push(30);
	s.push(40);
	s.push(50);
	cout << "栈的大小为：" << s.size() << endl;
	//只要栈不为空，查看栈顶，并执行出栈操作
	while(!s.empty())
	{
		//查看栈顶元素
		cout << "栈顶元素为：" << s.top() << endl;
		//出栈
		s.pop();
	}
	cout << "栈的大小为：" << s.size() << endl;
}

int main()
{
	test01();
	system("pause");
	return 0;
}

queue（队列）容器

一、queue容器介绍

二、queue常用接口

三、queue示例

#include<iostream>
using namespace std;
#include<queue>

class Person
{
public:
	Person(string name, int age)
	{
		this->m_Name = name;
		this->m_Age = age;
	}
	string m_Name;
	int m_Age;
};

//队列Queue
void test01()
{
	//创建队列
	queue<Person>q;
	
	//准备数据
	Person p1("唐僧", 30);
	Person p2("孙悟空", 1000);
	Person p3("猪八戒", 900);
	Person p4("沙僧", 800);

	q.push(p1);
	q.push(p2);
	q.push(p3);
	q.push(p4);
	cout << " 队列的大小：" << q.size() << endl;

	//只要队列不为空，查看队头和队尾
	while (!q.empty())
	{
		//查看队头
		cout << "队头元素 --- 姓名：" << q.front().m_Name << "  年龄：" << q.front().m_Age << endl;
		cout << "队尾元素 --- 姓名：" << q.back().m_Name << "  年龄：" << q.back().m_Age << endl;

		//出队
		q.pop();
	}
	cout << " 队列的大小：" << q.size() << endl;

}

int main()
{
	test01();
	system("pause");
	return 0;
}

deque（双端队列）是一种可以从两端添加和删除元素的数据结构，而queue（队列）只能从一端添加元素，从另一端删除元素。 

list容器

一、list容器介绍

  • 功能：将数据进行链式存储；
  • 链表(list)是一种物理存储单元上非连续的存储结构，数据元素的逻辑顺序是通过链表中的指针链实现的；
  • 链表的组成：由一系列的节点组成
  • 结点的组成：存储数据元素的数据域 + 下一个结点地址的指针域
  • STL中的链表是一个双向循环链表

优点：1.可以对任意位置进行快速插入或删除元素，修改指针即可；2.采用动态存储分配，不会造成内存浪费和溢出。

缺点：1.对于容器的遍历速度，没有数组快；2.占用的空间比数组大。

prev指向前一个节点的指针，next指向后一个节点的指针，链表的存储方式并不是连续的内存空间，因此链表list中的迭代器只支持前移和后移，属于双向迭代器

vector和list是两个常用的容器，各有优缺点

二、list常用接口及示例

（一）list构造函数

1.功能描述：创建list容器

2.函数原型：

 3.示例

#include<iostream>
using namespace std;
#include<list>
//list容器构造函数

void printList(const list<int>& L)  //const防止迭代器被修改
{
	for (list<int>::const_iterator it = L.begin(); it != L.end(); it++)//const_iterator只读迭代器
	{
		cout << *it << "  ";//访问指针it所指向的内存地址上的值
	}
	cout << endl;
}

void test01()
{
	//创建list容器
	list<int>L1;

	//添加数据
	L1.push_back(10); //尾插
	L1.push_back(20); //尾插
	L1.push_back(30); //尾插
	L1.push_back(40); //尾插

	//遍历容器
	printList(L1);

	//区间方式构造
	list<int>L2(L1.begin(), L1.end());
	printList(L2);

	//拷贝构造
	list<int>L3(L2);
	printList(L3);

	//10个1000
	list<int>L4(10, 1000);
	printList(L4);
	

}

void main()
{
	test01();
	system("pause");
}

（二）list赋值和交换

1.功能描述：给list容器进行赋值，以及交换list容器

2.函数原型：

 3.示例

#include<iostream>
using namespace std;
#include<list>

void printList(const list<int>& L)
{
	for (list<int>::const_iterator it = L.begin(); it != L.end(); it++)
	{
		cout << *it << " ";
	}
	cout << endl;
}

//list容器的赋值个交换
//赋值
void test01()
{
	list<int>L1;

	L1.push_back(10);
	L1.push_back(20);
	L1.push_back(30);
	L1.push_back(40);

	printList(L1);

	list<int>L2;
	L2 = L1; //Operator= 赋值
	printList(L2);

	list<int>L3;
	L3.assign(L2.begin(), L2.end());
	printList(L3);

	list<int>L4;
	L4.assign(10, 100);
	printList(L4);
}

void test02()
{
	list<int> L1;
	L1.push_back(10);
	L1.push_back(20);
	L1.push_back(30);
	L1.push_back(40);

	list<int>L2;
	L2.assign(10, 100);

	cout << "交换前：" << endl;
	printList(L1);
	printList(L2);

	L1.swap(L2);
	cout << "交换后：" << endl;
	printList(L1);
	printList(L2);


}

int main()
{
	test02();

	system("pause");
	return 0;
}

（三）list大小操作

1.功能描述：对容器的大小进行操作

2.函数原型：

3.示例

#include<iostream>
using namespace std;
#include<list>
//list容器大小操作
void printList(const list<int>& L)
{
	for (list<int>::const_iterator it = L.begin(); it != L.end(); it++)
	{
		cout << *it << " ";
	}
	cout << endl;

}
void test01()
{
	list<int>L1;
	L1.push_back(10);
	L1.push_back(20);
	L1.push_back(30);
	L1.push_back(40);

	printList(L1);

	if (L1.empty())
	{
		cout << "L1为空" << endl;
	}
	else
	{
		cout << "L1不为空" << endl;
		cout << "L1的元素个数：" << L1.size() << endl;
	}

	//重新指定大小
	L1.resize(10);
	printList(L1);

	L1.resize(12, 111);
	printList(L1);

	L1.resize(2);
	printList(L1);

}

int main()
{
	test01();
	system("pause");
	return 0;
}

 （四）list插入和删除

1.功能描述：对list容器进行数据的插入和删除

2.函数原型：

pos不要用索引值，要用迭代器

3.示例：

#include<iostream>
using namespace std;
#include<list>
//list容器插入和删除

/*
-push_back(elem);//在容器尾部加入一个元素
-pop_back(elem);//删除容器中最后一个元素
-push_front(elem);//在容器首部加入一个元素
-pop_front(elem);//删除容器开头的一个元素
-insert(pos,elem);//在pos位置处插入elem元素的拷贝，返回新数据的位置
-insert(pos,n,elem);//在pos位置插入n个elem数据，无返回值
-insert(pos,beg,end);//在pos位置插入[beg,end)区间的数据，无返回值
-clear();//移除容器的所有数据
-erase(beg,end);//删除[beg,end)区间的数据，返回下一个数据的位置
-erase(pos);//删除pos位置的数据，，返回下一个数据的位置
-remove(elem);//删除容器中所有与elem值匹配的元素
*/

void printList(const list<int>&L)//const防止迭代器被修改
{
	for (list<int>::const_iterator it = L.begin(); it != L.end(); it++)
	{
		cout << *it << " ";
	}
	cout << endl;
}

void test01()
{
	list<int>L;

	//尾插
	L.push_back(10);
	L.push_back(20);
	L.push_back(30);

	//头插
	L.push_front(100);
	L.push_front(200);
	L.push_front(300);

	//300 200 100 10 20 30
	printList(L);

	//尾删
	L.pop_back();
	L.pop_front();
	printList(L);

	//插入
	L.insert(L.begin(), 1000);
	printList(L);

	list<int>::iterator it = L.begin();
	L.insert(++it, 2000);
	printList(L);

	//删除
	it = L.begin();
	L.erase(it);
	//L.erase(++it); 
	printList(L);

	//移除
	L.push_back(10000);
	printList(L);
	L.remove(10000);
	printList(L);




}

int main()
{
	test01();
	system("pause");
	return 0;
}

 （五）list数据存取

1.功能描述：对list容器中的数据进行存取

2.函数原型：

  • front()  //返回第一个元素
  • back()  //返回最后一个元素

3.示例：

#include<iostream>
using namespace std;
#include<list>

//list容器  数据存取
void test01()
{
	list<int> L1;
	L1.push_back(10);
	L1.push_back(20);
	L1.push_back(30);
	L1.push_back(40);

	//L1[0]   不可以用[]访问list容器中的元素
	//L1.at(0)  不可以用at的方式来访问list中的元素

	//原因是list本质是链表，不是用连续的线性空间存储数据，迭代器不支持随机访问的

	cout << "第一个元素" <<L1.front()<< endl;
	cout << "最后一个元素" << L1.back() << endl;

	//验证迭代器不支持随机访问的
	list<int>::iterator it = L1.begin();
	it++; //支持递增
	it--; //支持递减
	//it = it + 1; 不支持随机访问
}

int main()
{
	test01();
	system("pause");
	return 0;
}

（六）list反转和排序

1.功能描述：将容器中的元素反转，以及将容器中的数据进行排序

2.函数原型：

  • reverse();//反转链表
  • sort();//链表排序

3.示例：

list排序时自己有sort()成员函数，默认升序；降序排序时，需要给sort()函数传入回调函数

#include<iostream>
using namespace std;
#include<list>
#include<algorithm>

void printList(const list<int>& L)//防止打印的时候误操作加const
{
	for (list<int>::const_iterator it = L.begin(); it != L.end(); it++)
	{
		cout << *it << " ";
	}
	cout << endl;
}

void test01()
{
	list<int>L1;

	L1.push_back(20);
	L1.push_back(10);
	L1.push_back(50);
	L1.push_back(40);
	L1.push_back(20);
	
	cout << "反转前：" << endl;
	printList(L1);

	cout << "反转后：" << endl;
	L1.reverse();
	printList(L1);
}

bool myConpare(int v1,int v2)
{
	//降序  就让第一个数大于第二个数
	return v1 > v2;
}

void test02()
{
	list<int>L1;

	L1.push_back(20);
	L1.push_back(10);
	L1.push_back(50);
	L1.push_back(40);
	L1.push_back(20);

	cout << "排序前：" << endl;
	printList(L1);

	//所有不支持随机访问迭代器的容器，不可以用标准算法
	//不支持随机访问迭代器的容器，内部会提供对应一些算法
	cout << "升序 排序后：" << endl;
	sort(L1.begin(), L1.end());
	L1.sort();//默认排序规则是从小到大  升序
	printList(L1);

	cout << "降序 序排序后：" << endl;
	L1.sort(myConpare);
	printList(L1);

}

//list容器反转和排序
int main()
{
	//test01();
	test02();

	system("pause");
	return 0;
}

（七）list-排序案例

1.案例描述：将Person自定义数据类型进行排序，Person中属性有姓名、年龄、身高

2.排序规则：按照年龄进行升序，如果年龄相同再按照身高进行降序

3.示例：

使用回调函数进行排序，回调函数是排序规则

#include<iostream>
#include<list>
using namespace std;

//list容器  排序案例
//1.案例描述：将Person自定义数据类型进行排序，Person中属性有姓名、年龄、身高
//2.排序规则：按照年龄进行升序，如果年龄相同再按照身高进行降序

class Person
{
public:
	Person(string name, int age, int height)
	{
		this -> m_Name = name;
		this -> m_Age = age;
		this -> m_Height = height;
	}

	string m_Name;  //姓名
	int m_Age;  //年龄
	int m_Height;  //身高
};

//指定排序规则
bool comparePerson(Person& p1,Person& p2)
{
	//年龄升序
	if (p1.m_Age == p2.m_Age)
	{
		//年龄相同  按照身高降序
		return p1.m_Height > p2.m_Height;
	}
	else
	{
		return p1.m_Age < p2.m_Age;
	}
}

void test01()
{
	list<Person>L;

	//准备数据
	Person p1("刘备", 35, 175);
	Person p2("曹操", 45, 180);
	Person p3("孙权", 40, 170);
	Person p4("赵云", 25, 195);
	Person p5("张飞", 35, 160);
	Person p6("关羽", 35, 200);

	//插入数据
	L.push_back(p1);
	L.push_back(p2);
	L.push_back(p3);
	L.push_back(p4);
	L.push_back(p5);
	L.push_back(p6);

	for (list<Person>::iterator it = L.begin(); it != L.end(); it++)
	{
		cout << "姓名：" << (*it).m_Name << "  年龄：" << it->m_Age << "  身高：" << it->m_Height << endl;
	}

	//排序
	cout << "-----------------------------------" << endl;
	cout << "排序后：" << endl;

	L.sort(comparePerson);
	for (list<Person>::iterator it = L.begin(); it != L.end(); it++)
	{
		cout << "姓名：" << (*it).m_Name << "  年龄：" << it->m_Age << "  身高：" << it->m_Height << endl;
	}
}

int main()
{
	test01();

	system("pause");
	return 0;
}

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