C++容器简介1—stack

一、简介

   stack是一种容器适配器（STL的容器分为顺序容器和关联容器，容器适配器），被设计来用于操作先进后出（FILO）结构的情景，在这种情况下， 元素的插入和删除都只能在容器的尾部进行。
   stack通过容器适配器来实现，是一种将特定的容器类作为其最底层的容器的类，它提供了一些特定的成员函数来访问自己的元素，元素只能在这个特定容器的后面，也就是栈的顶部，进行出栈和入栈操作。
   最底层的容器可以是任意一种标准的容器模板类，或者是一些有明确目的的容器类，他们应该支持以下操作：
	              empty（判断是否为空）
	              size （返回栈的元素个数）
	              back （返回栈顶元素）
	              push （入栈）
	              pop（出栈）
    标准的容器类，比如vector，deque，list，满足以上需求。如果没有明确指定需要使用的容器，默认情况下将会使用deque。

二、stack相关函数用法

#include <iostream>
using namespace std;
#include <stack>
void main01()               //栈模型
{
    stack<int> s;
    for (int i = ; i < ; i++)
    {
        s.push(i + );      //入栈
    }
    cout << "栈的大小: " << s.size() << endl;
    while (!s.empty())      //出栈
    {
        int tmp = s.top();  //获取栈顶元素
        cout << tmp<<" ";
        s.pop();            //弹出栈顶元素
    }
    cout << endl;
}
class Teacher
{
public:
    int age;
    char name[];
public:
    void printT()
    {
        cout << "age: " << age << endl;
    }
};
void main02()                 //结构体
{
    Teacher t1, t2, t3;
    t1.age = ;
    t2.age = ;
    t3.age = ;
    stack<Teacher> s;
    s.push(t1);
    s.push(t2);
    s.push(t3);
    while (!s.empty())
    {
        Teacher tmp = s.top();
        tmp.printT();
        s.pop();
    }
}
void main03()            //结构体指针
{
    Teacher t1, t2, t3;
    t1.age = ;
    t2.age = ;
    t3.age = ;
    stack<Teacher*> s;
    s.push(&t1);
    s.push(&t2);
    s.push(&t3);
    while (!s.empty())
    {
        Teacher *p = s.top();
        p->printT();
        s.pop();
    }
}
void main()
{
    main01();
    main02();
    main03();
    cout << endl;
    cout << "Hello" << endl;
    system("pause");
    return;
}

1、empty()

返回当前栈是否为空(当它的大小是0的时候），empty()函数并不能清空栈，只是一个返回bool型的const函数。

　　stack<int>s;
　　s.push();
　　s.push();
　　cout << s.empty() << endl;   //输出0

2、size()

返回容器中元素的个数，时间复杂度O(1)，返回值类型是size_type，也就是unsigned int。size()函数不能改变栈的大小。
例如上面的代码段应该输出 2

3、top()

返回栈顶元素的引用。
由于栈是一种先进后出的结构，所以最顶部的元素就是最后插入栈的元素。
（C++11中会自动根据元素类型返回reference或者是const_reference，对一个空的栈调用top函数，会异常终止，所以应该使用empty()函数提前检查)

 stack<int>s;
 s.push();
 s.push();
 cout << s.top() << endl;    //输出2
 s.top() += ;               //引用可以作为左值
 cout << s.top() << endl;    //输出5

4.push()和emplace()(c++11)

push()函数和emplace()都是在栈这个容器的顶部插入一个新的元素。

push()，实际上是调用的底层容器的push_back()函数，新元素的值是push函数参数的一个拷贝。

emplace()，实际上是调用的底层容器的emplace_back()函数，新元素的值是在容器内部就地构造的，不需要移动或者拷贝。

stack的emplace也可以用在普通的基本类型上。

 struct Node
{
    Node(int x)
    x(x){}
    int x;
};
int main()
{
    stack<Node>s1;
    s1.emplace();
    s1.push(Node());
    stack<int>s2;
    s2.emplace();   //OK
    return ;
}

5、pop()

删除最顶部的元素，使栈的大小减小。
这个被删除的元素，是刚刚插入栈的元素，这个元素和top函数的返回值是一致的。这个函数会调用对象的析构函数（如果有的话），pop()实际上是用过底层容器的pop_back()函数实现的。
（对一个空栈进行pop()，会导致程序异常终止，应该使用empty提前检查 ）

stack<int>s;
s.push();
s.push();
s.push();
cout << s.top() << endl;   //
s.pop();
cout << s.top() << endl;   //

栈没有clear或者erase函数，如果想要清空一个栈，需要循环的调用出栈函数。

stack<int>s;
//s.erase(); //error
//s.clear(); //error
s.push();
s.push();
s.push();
cout << s.size() << endl;   //
while(!s.empty())
    s.pop();
cout << s.size() << endl;    //

6、swap()

交换两个栈的内容（所有元素），这个函数通过非成员函数swap()来交换底层容器，时间复杂度O(1)

// stack::swap
#include <iostream>
using namespace std;
#include <stack>
int main ()
{
  std::stack<int> foo,bar;
  foo.push (); foo.push(); foo.push();
  bar.push (); bar.push();
  foo.swap(bar);
  std::cout << "size of foo: " << foo.size() << '\n';
  std::cout << "size of bar: " << bar.size() << '\n';
  return ;
}

7、运算符重载

比较：先大小，后元素
(1)  ==
     template <class T, class Container>
     bool operator== (const stack<T,Container>& lhs, const stack<T,Container>& rhs);
(2)  重载 ！=
	 template <class T, class Container>
	 bool operator!= (const stack<T,Container>& lhs, const stack<T,Container>& rhs);
(3)  重载 <
	 template <class T, class Container>
     bool operator<  (const stack<T,Container>& lhs, const stack<T,Container>& rhs);
(4)   重载 <=
	 template <class T, class Container>
     bool operator<= (const stack<T,Container>& lhs, const stack<T,Container>& rhs);
(5)  重载 >
	 template <class T, class Container>
	 bool operator>  (const stack<T,Container>& lhs, const stack<T,Container>& rhs);
(6)  重载 >=
     template <class T, class Container>
	 bool operator>= (const stack<T,Container>& lhs, const stack<T,Container>& rhs);

例子:
     stack<int>l1;
     l1.emplace();
     l1.emplace();
     l1.emplace();
     stack<int>l2;
     l2.emplace();
     l2.emplace();
     cout << boolalpha << (l1 > l2) << endl;   //T
     cout << boolalpha << (l1 == l2) << endl;   //F
     cout << boolalpha << (l1 != l2) << endl;   //T