C++ 栈和队列的介绍与使用

使用标准库的栈和队列时，先包含相关的头文件

#include<stack>

#include<queue>

定义栈如下：

stack<int> stk;

定义队列如下：

queue<int> q;

栈提供了如下的操作

s.empty()               如果栈为空返回true，否则返回falses.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

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falseq.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

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<stack>头文件；

定义stack对象的示例代码如下：

stack<int>s1;

stack<string>s2;

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;          return 0;      }  

栈的定义：

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;      }  

C++ Queue（队列）

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 main(void)      {          priority_queue<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<<" "<<t.y<<" "<<t.z<<endl;          }          system("Pause");          return 1;      }  

输出结果为

注意这里是按照z的顺序从大到小出队的。

如果我们把上述例子中的比较运算符重载改为：

bool operator<(const T &t1,const T &t2)

{

return t1.z>t2.z;

}

那么得到的输出结果将会按照z的顺序从小到大出队。