【C++STL基础入门】stack栈的基础使用

前言

C++ STL（Standard Template Library）是C++标准库中的一个强大的工具集，提供了各种常用的数据结构和算法。其中之一就是Stack（栈），是一种后进先出（LIFO）的数据结构。使用栈可以很方便地管理数据的顺序，它具有简单、高效和易于使用的特点。本文将介绍Stack栈的基础使用方法，帮助初学者快速掌握它的概念和用法。

一、栈是什么？

当我们使用一摞盘子叠起来时，每次我们都只能从顶部放入或取出盘子。这种放入盘子和取出盘子的操作顺序是后进先出的，就像栈一样。栈是一种数据结构，它工作方式和这摞盘子一样。我们可以往栈里面放入元素，也可以从栈中取出元素，但是每次都只能操作栈顶的元素。最后放入栈的元素将会第一个被取出，所以栈是一种后进先出（Last-In-First-Out）的数据结构。例子中的栈不断地进行元素的插入（推入栈顶）和删除（弹出栈顶），而插入和删除操作都是在栈顶进行的。

二、STL中栈的使用

2.1 栈的头文件

#include <stack>
using namespace std;//可以写可以不写

2.2 栈的构造函数

在C++ STL中，Stack（栈）提供了以下几种构造函数：

默认构造函数：

1、stack();

功能：创建一个空的栈对象。

拷贝构造函数：

template <typename T>
stack<T>(const stack& other);

参数：other是另一个Stack对象。

功能：创建一个新的栈对象，其内容与参数other中的栈内容相同。

移动构造函数：

template <typename T>
stack<T>(stack&& other);

参数：other是另一个Stack对象。

功能：创建一个新的栈对象，其内容从参数other中移动构造而来。

初始化列表构造函数：

template <class InputIterator>
stack(InputIterator first, InputIterator last);

参数：first和last是迭代器，表示一个范围的元素。

功能：创建一个新的栈对象，并将范围内的元素添加到栈中。

stack(const Container& cont, const Alloc& alloc)

示例：

// 示例 : 使用容器和分配器对象创建栈
std::vector<int> vec = {1, 2, 3};
std::stack<int, std::vector<int>> stack2(vec, std::allocator<int>());

std::allocator()表示默认分配内存

参数：cont是另一个容器对象，alloc是用于内存分配的分配器对象。

功能：使用给定容器中的元素以及指定的分配器对象创建一个栈对象。

三、stack属性

3.1 empty()函数

empty() 函数用于检查栈是否为空。

参数：该函数没有参数。

返回值：如果栈为空，则返回 true；否则返回 false。

示例代码如下所示：

#include <iostream>
#include <stack>
int main() {
    std::stack<int> stack;
    stack.push(10);
    stack.push(20);
    if (stack.empty()) {
        std::cout << "Stack is empty." << std::endl;
    } else {
        std::cout << "Stack is not empty." << std::endl;
    }
    stack.pop();
    if (stack.empty()) {
        std::cout << "Stack is empty." << std::endl;
    } else {
        std::cout << "Stack is not empty." << std::endl;
    }
    return 0;
}

在上述示例中，我们首先创建了一个空的 std::stack 对象 stack。然后使用 push() 函数向栈中添加了两个元素。接着，我们使用 empty() 函数检查栈是否为空，并根据结果输出相应的提示信息。之后，我们使用 pop() 函数从栈中移除一个元素。然后再次使用 empty() 函数检查栈是否为空，并根据结果输出相应的提示信息。

3.2 size()函数

size() 函数用于获取栈中元素的数量。

参数：该函数没有参数。

返回值：返回栈中元素的数量。

示例代码如下所示：

#include <iostream>
#include <stack>
int main() {
    std::stack<int> stack;
    stack.push(10);
    stack.push(20);
    stack.push(30);
    std::cout << "Stack size: " << stack.size() << std::endl;
    stack.pop();
    std::cout << "Stack size: " << stack.size() << std::endl;
    return 0;
}

在上述示例中，我们首先创建了一个空的 std::stack 对象 stack。接着使用 push() 函数向栈中添加了三个元素。然后使用 size() 函数获取栈的大小，并输出结果。之后，使用 pop() 函数从栈中移除一个元素。再次调用 size() 函数获取栈的大小，并输出结果。

无论是 empty() 还是 size() 函数，都可以帮助我们了解和操作栈的状态和大小。

总结

本文简要介绍了C++ STL中Stack栈的基础使用方法。栈是一种后进先出的数据结构，只能访问位于栈顶的元素，并提供了push、pop、top、empty和size等基本操作函数。通过学习栈的使用，我们可以方便地管理数据的顺序，应用于函数调用栈、表达式求值和括号匹配等问题。希望本文能帮助初学者更好地理解和使用Stack栈。