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stack 棧適配器是一種單端開口的容器(如圖 1 所示),實(shí)際上該容器模擬的就是棧存儲結(jié)構(gòu),即無論是向里存數(shù)據(jù)還是從中取數(shù)據(jù),都只能從這一個(gè)開口實(shí)現(xiàn)操作。
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圖 1 stack 適配器示意圖
如圖 1 所示,stack 適配器的開頭端通常稱為棧頂。由于數(shù)據(jù)的存和取只能從棧頂處進(jìn)行操作,因此對于存取數(shù)據(jù),stack 適配器有這樣的特性,即每次只能訪問適配器中位于最頂端的元素,也只有移除 stack 頂部的元素之后,才能訪問位于棧中的元素。
棧中存儲的元素滿足“后進(jìn)先出(簡稱LIFO)”的準(zhǔn)則,stack 適配器也同樣遵循這一準(zhǔn)則。
stack容器適配器的創(chuàng)建
由于 stack 適配器以模板類 stack<T,Container=deque<T>>(其中 T 為存儲元素的類型,Container 表示底層容器的類型)的形式位于<stack>頭文件中,并定義在 std 命名空間里。因此,在創(chuàng)建該容器之前,程序中應(yīng)包含以下 2 行代碼:
- #include <stack>
- using namespace std;
創(chuàng)建 stack 適配器,大致分為如下幾種方式。
1) 創(chuàng)建一個(gè)不包含任何元素的 stack 適配器,并采用默認(rèn)的 deque 基礎(chǔ)容器:
- std::stack<int> values;
上面這行代碼,就成功創(chuàng)建了一個(gè)可存儲 int 類型元素,底層采用 deque 基礎(chǔ)容器的 stack 適配器。
2) 上面提到,stack<T,Container=deque<T>> 模板類提供了 2 個(gè)參數(shù),通過指定第二個(gè)模板類型參數(shù),我們可以使用出 deque 容器外的其它序列式容器,只要該容器支持 empty()、size()、back()、push_back()、pop_back() 這 5 個(gè)成員函數(shù)即可。
在介紹適配器時(shí)提到,序列式容器中同時(shí)包含這 5 個(gè)成員函數(shù)的,有 vector、deque 和 list 這 3 個(gè)容器。因此,stack 適配器的基礎(chǔ)容器可以是它們 3 個(gè)中任何一個(gè)。例如,下面展示了如何定義一個(gè)使用 list 基礎(chǔ)容器的 stack 適配器:
- std::stack<std::string, std::list<int>> values;
3) 可以用一個(gè)基礎(chǔ)容器來初始化 stack 適配器,只要該容器的類型和 stack 底層使用的基礎(chǔ)容器類型相同即可。例如:
- std::list<int> values {1, 2, 3};
- std::stack<int,std::list<int>> my_stack (values);
注意,初始化后的 my_stack 適配器中,棧頂元素為 3,而不是 1。另外在第 2 行代碼中,stack 第 2 個(gè)模板參數(shù)必須顯式指定為 list<int>(必須為 int 類型,和存儲類型保持一致),否則 stack 底層將默認(rèn)使用 deque 容器,也就無法用 lsit 容器的內(nèi)容來初始化 stack 適配器。
4) 還可以用一個(gè) stack 適配器來初始化另一個(gè) stack 適配器,只要它們存儲的元素類型以及底層采用的基礎(chǔ)容器類型相同即可。例如:
- std::list<int> values{ 1, 2, 3 };
- std::stack<int, std::list<int>> my_stack1(values);
- std::stack<int, std::list<int>> my_stack=my_stack1;
- //std::stack<int, std::list<int>> my_stack(my_stack1);
可以看到,和使用基礎(chǔ)容器不同,使用 stack 適配器給另一個(gè) stack 進(jìn)行初始化時(shí),有 2 種方式,使用哪一種都可以。
注意,第 3、4 種初始化方法中,my_stack 適配器的數(shù)據(jù)是經(jīng)過拷貝得來的,也就是說,操作 my_stack 適配器,并不會(huì)對 values 容器以及 my_stack1 適配器有任何影響;反過來也是如此。
stack容器適配器支持的成員函數(shù)
和其他序列容器相比,stack 是一類存儲機(jī)制簡單、提供成員函數(shù)較少的容器。表 1 列出了 stack 容器支持的全部成員函數(shù)。
成員函數(shù) | 功能 |
---|---|
empty() | 當(dāng) stack 棧中沒有元素時(shí),該成員函數(shù)返回 true;反之,返回 false。 |
size() | 返回 stack 棧中存儲元素的個(gè)數(shù)。 |
top() | 返回一個(gè)棧頂元素的引用,類型為 T&。如果棧為空,程序會(huì)報(bào)錯(cuò)。 |
push(const T& val) | 先復(fù)制 val,再將 val 副本壓入棧頂。這是通過調(diào)用底層容器的 push_back() 函數(shù)完成的。 |
push(T&& obj) | 以移動(dòng)元素的方式將其壓入棧頂。這是通過調(diào)用底層容器的有右值引用參數(shù)的 push_back() 函數(shù)完成的。 |
pop() | 彈出棧頂元素。 |
emplace(arg...) | arg... 可以是一個(gè)參數(shù),也可以是多個(gè)參數(shù),但它們都只用于構(gòu)造一個(gè)對象,并在棧頂直接生成該對象,作為新的棧頂元素。 |
swap(stack<T> & other_stack) | 將兩個(gè) stack 適配器中的元素進(jìn)行互換,需要注意的是,進(jìn)行互換的 2 個(gè) stack 適配器中存儲的元素類型以及底層采用的基礎(chǔ)容器類型,都必須相同。 |
下面這個(gè)例子中演示了表 1 中部分成員函數(shù)的用法:
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#include<iostream>
#include<stack>
#include<list>
using namespace std;
int main(){list<int>values{1,2,3};stack<int,list<int>>my_stack(values);//查看 my_stack 存儲元素的個(gè)數(shù)cout << "size of my_stack: " << my_stack.size() << endl;//將 my_stack 中存儲的元素依次彈棧,直到其為空while (!my_stack.empty()){cout << my_stack.top() << endl;//將棧頂元素彈棧my_stack.pop();}return 0;
}?
運(yùn)行結(jié)果為:
size of my_stack: 3
3
2
1