C++栈与队列核心操作及应用场景分析

好的，我将为您介绍C++中的栈（Stack）和队列（Queue）类的基础概念和使用方法。以下是清晰的结构化内容：

一、栈（Stack）

栈是一种后进先出（LIFO） 的线性数据结构，仅允许在容器的一端进行插入和删除操作。
核心操作：

1. push(): 元素入栈
2. pop(): 栈顶元素出栈
3. top(): 访问栈顶元素
4. empty(): 检查栈是否为空
5. size(): 获取栈中元素数量

示例代码：

#include <stack>
#include <iostream>
int main() {
    std::stack<int> s;
    s.push(10); // 入栈: 10
    s.push(20); // 入栈: 20
    std::cout << "栈顶元素: " << s.top() << std::endl; // 输出 20
    s.pop();    // 出栈
    std::cout << "栈大小: " << s.size() << std::endl;  // 输出 1
    return 0;
}

二、队列（Queue）

队列是一种先进先出（FIFO） 的线性数据结构，元素在队尾插入，在队头删除。
核心操作：

1. push(): 元素入队
2. pop(): 队头元素出队
3. front(): 访问队头元素
4. back(): 访问队尾元素
5. empty(): 检查队列是否为空
6. size(): 获取队列元素数量

示例代码：

#include <queue>
#include <iostream>
int main() {
    std::queue<int> q;
    q.push(10); // 入队: 10
    q.push(20); // 入队: 20
    std::cout << "队头元素: " << q.front() << std::endl; // 输出 10
    q.pop();    // 出队
    std::cout << "队尾元素: " << q.back() << std::endl;  // 输出 20
    return 0;
}

三、底层容器与模板参数

栈和队列在C++中通过容器适配器实现，默认使用std::deque作为底层容器：

std::stack<int, std::vector<int>> s; // 使用vector作为底层容器
std::queue<int, std::list<int>> q;   // 使用list作为底层容器

四、典型应用场景

• 栈的应用
  • 函数调用栈
  • 括号匹配（例如：bool valid = (a*(b+c))）
  • 深度优先搜索（DFS）
• 队列的应用
  • 任务调度（如CPU轮询）
  • 广度优先搜索（BFS）
  • 缓冲区管理（如消息队列）

五、注意事项

1. 栈和队列不支持迭代器访问，仅能操作首尾元素。
2. 调用top()或front()前需用empty()检查容器是否为空，避免未定义行为。
3. 自定义底层容器时需满足以下要求：
   • 栈：支持push_back()、pop_back()、back()
   • 队列：支持push_back()、pop_front()、front()、back()

通过理解上述核心概念和操作，您可高效利用栈和队列解决实际问题。建议结合算法题目（如LeetCode）加深对数据结构的掌握。

到此这篇关于C++栈与队列核心操作及应用场景分析的文章就介绍到这了,更多相关C++栈与队列内容请搜索脚本之家以前的文章或继续浏览下面的相关文章希望大家以后多多支持脚本之家！