【C++初阶学习】第十二弹——stack和queue的介绍和使用
C语言栈:数据结构——栈(C语言版)-CSDN博客
C语言队列:数据结构——队列(C语言版)-CSDN博客
前言:
在之前学习C语言的时候,我们已经学习过栈与队列,并学习过如何使用C语言来实现栈与队列,今天,我们用C++来学习这些知识,让我们探索一下其中的新的知识点
目录
一、stack(栈)
1. 栈的概述
编辑
2. 栈的构造函数和成员函数
3. 栈的使用示例
4. 注意事项
二、queue(队列)
1. 队列的概述
编辑
2. 队列的构造函数和成员函数
3. 队列的使用示例
4. 注意事项
三、思考题
四、总结
一、stack(栈)
C++中的stack
是一种遵循后进先出原则的容器适配器。它提供了一系列标准的操作,使得用户可以方便地实现栈这种数据结构。
1. 栈的概述
在C++标准库中,
stack
并不直接暴露给用户,而是作为<stack>
头文件中stack
模板类的声明。这个类是std::deque
的封装,因此默认情况下,栈是通过双端队列实现的。但是,用户也可以指定其他的容器作为栈的底层结构,比如std::vector
或std::list
。
2. 栈的构造函数和成员函数
栈提供了以下构造函数和成员函数,以便用户可以轻松地创建和使用栈:
- 空栈构造函数:创建一个空的栈。
- 基于容器的构造函数:使用一个已存在的容器来初始化栈。
- 拷贝构造函数:创建一个新栈,其内容是另一个栈的副本。
成员函数包括:
- empty():检查栈是否为空。
- size():获取栈中的元素数量。
- top():返回栈顶元素的引用。
- push(const T&):在栈顶插入一个元素。
- pop():移除并返回栈顶元素。
- emplace(const T&):在栈顶位置构造并插入一个元素。
- swap(stack&):与另一个栈交换元素。
3. 栈的使用示例
以下是一个简单的使用C++栈的示例代码:
#include <iostream>
#include <stack>int main() {std::stack<int> numbers;// 压入一些数字numbers.push(1);numbers.push(2);numbers.push(3);// 打印栈顶元素std::cout << "栈顶元素: " << numbers.top() << std::endl;// 弹出栈顶元素numbers.pop();// 检查栈是否为空if (numbers.empty()) {std::cout << "栈为空" << std::endl;} else {std::cout << "栈不为空,栈中有 " << numbers.size() << " 个元素" << std::endl;}return 0;
}
运行结果:
4. 注意事项
虽然栈的使用看似简单,但在实际应用中仍然需要注意以下几点:
- 确保不要超过栈的容量,否则可能会导致溢出。
- 如果你需要频繁地访问栈中的元素,而不是仅仅进行 push 和 pop 操作,可能需要考虑使用其他数据结构。
- 在模拟实现栈时,要注意内存管理,避免内存泄漏。
二、queue(队列)
C++中的queue
是一种遵循先进先出原则的容器适配器。它提供了一系列标准的操作,使得用户可以方便地实现队列这种数据结构。
1. 队列的概述
在C++标准库中,
queue
并不直接暴露给用户,而是作为<queue>
头文件中queue
模板类的声明。这个类是std::deque
的封装,因此默认情况下,队列是通过双端队列实现的。但是,用户也可以指定其他的容器作为队列的底层结构,比如std::list
。
2. 队列的构造函数和成员函数
队列提供了以下构造函数和成员函数,以便用户可以轻松地创建和使用队列:
- 空队列构造函数:创建一个空的队列。
- 基于容器的构造函数:使用一个已存在的容器来初始化队列。
- 拷贝构造函数:创建一个新队列,其内容是另一个队列的副本。
成员函数包括:
- empty():检查队列是否为空。
- size():获取队列中的元素数量。
- front():返回队列的第一个元素的引用。
- back():返回队列的最后一个元素的引用。
- push(const T&):在队列的尾部插入一个元素。
- pop():移除并返回队列的第一个元素。
- emplace(const T&):在队列的尾部位置构造并插入一个元素。
- swap(queue&):与另一个队列交换元素。
3. 队列的使用示例
以下是一个简单的使用C++队列的示例代码:
#include <iostream>
#include <queue>int main() {std::queue<int> numbers;// 插入一些数字numbers.push(1);numbers.push(2);numbers.push(3);// 打印队列的第一个元素std::cout << "队列的第一个元素: " << numbers.front() << std::endl;// 打印队列的最后一个元素std::cout << "队列的最后一个元素: " << numbers.back() << std::endl;// 弹出队列的第一个元素numbers.pop();// 检查队列是否为空if (numbers.empty()) {std::cout << "队列为空" << std::endl;} else {std::cout << "队列不为空,队列中有 " << numbers.size() << " 个元素" << std::endl;}return 0;
}
运行结果:
4. 注意事项
虽然队列的使用看似简单,但在实际应用中仍然需要注意以下几点:
- 确保不要超过队列的容量,否则可能会导致溢出。
- 如果你需要频繁地访问队列中的元素,而不是仅仅进行 push 和 pop 操作,可能需要考虑使用其他数据结构。
- 在模拟实现队列时,要注意内存管理,避免内存泄漏。
三、思考题
1、我们学过如何用C语言来模拟实现栈与队列,那我们如今学习了C++STL部分,请思考我们如何用C++来模拟实现栈与队列
2、上面我们讲到这两个的底层容器都是dequeue,那什么是dequeue呢?
3、我们可不可以用其他容器,如vector、list来模拟实现栈与队列?
(这些问题可以先思考一下,我们下篇再讲)
四、总结
上面就是stack和queue的介绍和使用,由于之前有过C语言的学习,所以在使用上难度不大,难的主要体现在它的底层模拟构造上,这些我们将在下一篇进行讲解
感谢各位大佬观看,创作不易,还请各位大佬一键三连!!!
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