使用标准库的栈和队列时,先包含相关的头文件
#include<stack>
#include<queue>
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定义栈如下:
stack<int> stk;
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定义队列如下:
queue<int> q;
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栈提供了如下的操作
s.empty() 如果栈为空返回true,否则返回false
s.size() 返回栈中元素的个数
s.pop() 删除栈顶元素但不返回其值
s.top() 返回栈顶的元素,但不删除该元素
s.push() 在栈顶压入新元素
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队列提供了下面的操作
q.empty() 如果队列为空返回true,否则返回false
q.size() 返回队列中元素的个数
q.pop() 删除队列首元素但不返回其值
q.front() 返回队首元素的值,但不删除该元素
q.push() 在队尾压入新元素
q.back() 返回队列尾元素的值,但不删除该元素
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c++stack(堆栈)
它是一个容器的改编,它实现了一个先进后出的数据结构(FILO)
使用该容器时需要包含#include头文件;
定义stack对象的示例代码如下:
stacks1;
stacks2;
stack的基本操作有:
1.入栈:如s.push(x);
2.出栈:如 s.pop().注意:出栈操作只是删除栈顶的元素,并不返回该元素。
3.访问栈顶:如s.top();
4.判断栈空:如s.empty().当栈空时返回true。
5.访问栈中的元素个数,如s.size();
下面举一个简单的例子:
#include<iostream> #include<stack> using namespace std; int main(void) { stack<double>s;//定义一个栈 for(int i=0;i<10;i++) s.push(i); while(!s.empty()) { printf("%lf\n",s.top()); s.pop(); } cout<<"栈内的元素的个数为:"<<s.size()<<endl; } 栈是限定仅在表尾进行插入或删除操作的线性表, 因此表尾端成为栈顶,相应的,表头端成为栈底,不含有任何元素的栈称为空栈。 栈的修改遵循后进先出的原则,因此栈又称为后进先出的线性表,简称LIFO结构。 栈一般采用数组作为其存储结构,这样做可以避免使用指针,简化程序 ,当然数组需要预先声明静态数据区的大小,但这不是问题,因为即便是频繁进出入栈操作, 任何时刻栈元素的实际个数也不会很多,为栈预留一个足够大但又不占用太多空间并不是很困难, 如果不能做到这一点,那么节省内存的方法就是使用链表存储栈。 线性表实现栈的基本操作 #include<iostream> #include<cstdio> using namespace std; typedef struct Stacknode//定义链式栈的结构体 { int data;//数据域 Stacknode *next;//下一节点的指针域 }Stacknode,*Stack; //初始化一个链式栈(返回一个链式栈的头节点) Stack InitStack() { Stack stack=(Stack)malloc(sizeof(Stacknode)); stack->next=NULL; return stack; } //入栈 void Push(Stack stack,int newData) { //判断是否为空 if(stack==NULL) { printf("栈未初始化,请初始化以后再使用\n"); return; } //找到最后一个节点 Stacknode *lastnode=stack; while(lastnode->next) { lastnode=lastnode->next; } lastnode->next=(Stacknode*)malloc(sizeof(Stacknode*)); lastnode->next->data=newData; lastnode->next->next=NULL; printf("入栈成功!\n"); } //出栈 int Pop(Stack stack) { //判断栈是否为空 if(!stack->next) { printf("栈为空,无法出栈\n"); return -1;//-1只是一个自定义的错误代码 } //找到最后一个节点的钱一个节点 //tempNode:最后一个节点的前一个节点 Stacknode *tempNode=stack; while(tempNode->next->next) { tempNode=tempNode->next; } int data=tempNode->next->data; free(tempNode->next); tempNode->next=NULL; return data; } int main() { Stack stack=InitStack(); Push(stack,3);//3进栈 Push(stack,4);//4进栈 Push(stack,5);//5进栈 printf("%d\n",Pop(stack)); printf("%d\n",Pop(stack)); printf("%d\n",Pop(stack)); printf("%d\n",Pop(stack));//第4次出栈,应该出错 return 0; } queue模版类的定义在<queue>头文件中。 queue与stack模版非常类似,queue模版也需要定义两个模版参数, 一个是元素类型,一个是容器类型,元素类型是必要的, 容器类型是可选的,默认为dqueue类型。 定义queue对象的示例代码如下: queue<int>q1; queue<double>q2; queue的基本操作有: 1.入队:如q.push(x):将x元素接到队列的末端; 2.出队:如q.pop() 弹出队列的第一个元素,并不会返回元素的值; 3,访问队首元素:如q.front() 4,访问队尾元素,如q.back(); 5,访问队中的元素个数,如q.size(); 二.优先队列 在<queue>头文件中,还定义了一个非常有用的模版类priority_queue (优先队列),优先队列与队列的差别在于优先队列不是按照入队的顺序出队, 而是按照队列中元素的优先权顺序出队(默认为大者优先,也可以通过指定算子来指定自己的优先顺序)默认是一个大根堆。 priority_queue模版类有三个模版参数,元素类型,容器类型,比较算子。 其中后两个都可以省略,默认容器为vector,默认算子为less,即小的往前排,大的往后排(出队时序列尾的元素出队)。 定义priority_queue对象的示例代码如下: priority_queue<int>q1; priority_queue<pair<int,int> >q2; priority_queue<int,vector<int>,greater<int> >q3; //定义小的先出队 priority_queue的基本操作均与queue相同 初学者在使用priority_queue时,最困难的可能就是如何定义比较算子了。 如果是基本数据类型,或已定义了比较运算符的类,可以直接用STL的less算子和greater算子——默认为使用less算子, 即小的往前排,大的先出队。如果要定义自己的比较算子,方法有多种, 这里介绍其中的一种:重载比较运算符。优先队列试图将两个元素x和y代入比较运算符 (对less算子,调用x<y,对greater算子,调用x>y),若结果为真,则x排在y前面,y将先于x出队,反之,则将y排在x前面,x将先出队。 看下面这个简单的示例: #include<iostream> #include<queue> #include<stdlib.h> using namespace std; class T { public: int x,y,z; T(int a,int b,int c):x(a),y(b),z(c) { } }; bool operator<(const T&t1,const T&t2) { return t1.z<t2.z; int="" t="">q; q.push(T(4,4,3)); q.push(T(2,2,5)); q.push(T(1,5,4)); q.push(T(3,3,6)); while(!q.empty()) { T t=q.top(); q.pop(); cout<<t.x<<endl; } }
栈的应用
①数制转换:
将一个非负的十进制整数N转换为另一个等价的基为B的B进制数的问题,很容易通过”除B取余法”来解决。
【例】将十进制数13转化为二进制数。
解答:按除2取余法,得到的余数依次是1、0、1、1,则十进制数转化为二进制数为1101。
分析:由于最先得到的余数是转化结果的最低位,最后得到的余数是转化结果的最高位,因此很容易用栈来解决。
具体算法如下:
#include <STACK> //C++中使用栈要包含的头文件 using namespace std;//这个也是要加的 void conversion(int N,int B) {//假设N是非负的十进制整数,输出等值的B进制数 stack<int> S; //创建一个元素类型为int型的空栈 while(N) { S.push(N%B); //将转换后的数值,从底位到高位开始入栈 N=N/B; } while(!S.empty())//栈非空时退栈输出 { printf("%d",S.top()); //打印栈顶元素 S.pop(); //将栈顶元素出栈 } } int main() { conversion(10,2); }