详解C++堆栈使用方法介绍(C++堆栈使用方法详解教程)

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ithorizon 6个月前 (10-20) 阅读数 29 #后端开发

C++堆栈使用方法详解教程

一、堆栈概述

在C++中，堆栈（Stack）是一种重要的数据结构，核心用于存储和检索数据。堆栈遵循“先进后出”（First In Last Out，FILO）的原则，即最后进入堆栈的元素将会最先被移除。在C++中，可以使用标准库中的头文件来实现堆栈功能，也可以手动实现堆栈数据结构。

二、使用标准库中的实现堆栈

在C++中，可以使用标准库中的头文件来创建和使用堆栈。以下是使用实现堆栈的基本步骤：

2.1 包含头文件

#include

2.2 创建堆栈对象

创建一个堆栈对象，可以使用std命名空间中的stack模板类。例如，创建一个整型堆栈：


std::stack stackInt;

2.3 堆栈的基本操作

以下是一些常见的堆栈操作方法：

push：向堆栈中添加元素

pop：从堆栈中移除元素

top：获取堆栈顶部元素

empty：判断堆栈是否为空

size：获取堆栈中元素的数量

以下是一个使用实现堆栈操作的示例：


#include 
#include 
int main() {
    std::stack stackInt;
    // 向堆栈中添加元素
    stackInt.push(10);
    stackInt.push(20);
    stackInt.push(30);
    // 获取堆栈顶部元素
    std::cout << "Stack top element: " << stackInt.top() << std::endl;
    // 移除堆栈中的元素
    stackInt.pop();
    std::cout << "Stack top element after pop: " << stackInt.top() << std::endl;
    // 判断堆栈是否为空
    std::cout << "Is stack empty? " << (stackInt.empty() ? "Yes" : "No") << std::endl;
    // 获取堆栈中元素的数量
    std::cout << "Stack size: " << stackInt.size() << std::endl;
    return 0;
}

三、手动实现堆栈

除了使用标准库中的，我们还可以手动实现堆栈数据结构。以下是一个简洁的手动实现堆栈的示例：

3.1 定义堆栈结构体


template 
struct Stack {
    T* data;       // 存储堆栈数据的数组
    int top;       // 堆栈顶部索引
    int capacity;  // 堆栈容量
};

3.2 初始化堆栈


template 
Stack createStack(int capacity) {
    Stack stack;
    stack.data = new T[capacity];
    stack.capacity = capacity;
    stack.top = -1;
    return stack;
}

3.3 堆栈操作函数

以下是一些常见的堆栈操作函数：

push：向堆栈中添加元素

pop：从堆栈中移除元素

top：获取堆栈顶部元素

isEmpty：判断堆栈是否为空

size：获取堆栈中元素的数量

以下是堆栈操作函数的实现：


template 
bool isFull(Stack stack) {
    return stack.top == stack.capacity - 1;
}
template 
bool isEmpty(Stack stack) {
    return stack.top == -1;
}
template 
void push(Stack &stack, T item) {
    if (isFull(stack)) {
        std::cout << "Stack overflow" << std::endl;
        return;
    }
    stack.data[++stack.top] = item;
}
template 
T pop(Stack &stack) {
    if (isEmpty(stack)) {
        std::cout << "Stack underflow" << std::endl;
        return T();
    }
    return stack.data[stack.top--];
}
template 
T top(Stack stack) {
    if (isEmpty(stack)) {
        std::cout << "Stack is empty" << std::endl;
        return T();
    }
    return stack.data[stack.top];
}
template 
int size(Stack stack) {
    return stack.top + 1;
}

3.4 使用手动实现的堆栈

以下是一个使用手动实现的堆栈的示例：


#include 
int main() {
    Stack stack = createStack(10);
    // 向堆栈中添加元素
    push(stack, 10);
    push(stack, 20);
    push(stack, 30);
    // 获取堆栈顶部元素
    std::cout << "Stack top element: " << top(stack) << std::endl;
    // 移除堆栈中的元素
    std::cout << "Popped element: " << pop(stack) << std::endl;
    // 判断堆栈是否为空
    std::cout << "Is stack empty? " << (isEmpty(stack) ? "Yes" : "No") << std::endl;
    // 获取堆栈中元素的数量
    std::cout << "Stack size: " << size(stack) << std::endl;
    return 0;
}