【C++】stack、queue和deque的使用

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目录

导读

一、stack

1. stack介绍

2. stack使用

二、queue

1. queue介绍

2. queue使用

三、deque

1. deque介绍

2. deque的迭代器

3. deque使用

四、三者关系

1. STL标准库中stack和queue的底层结构

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导读

今天我们主要来了解stack、queue、和deque的一些基本使用，下次再来说下他们的模拟实现。

其中栈和队列我们在数据结构部分就已经用C来实现了一遍，大家有兴趣的可以点进主页。

一、stack

1. stack介绍

Stack，中文翻译为"栈"，是一种数据结构，在计算机科学中经常被使用。Stack的特点是先进后出（LIFO，Last In First Out），它只允许在一端进行插入和删除操作，这一端被称为栈顶。

具体的流程大姐可以点进这个链接：http://t.csdnimg.cn/OxrHQ

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2. stack使用

• 使用stack类时，需要包含<stack>头文件。
• 栈中存储的元素类型可以是任意的，不仅限于整数类型。
• 栈的大小没有限制，可以根据需要动态调整。
• 在使用top()或pop()操作时，要确保栈不为空，否则会导致未定义行为。

#include <iostream>
using namespqce std;
#include <stack>
int main()
{//定义栈对象：stack<int> st;// 创建一个空的整数类型栈//入栈操作：st.push(1);st.push(2);st.push(3);st.push(4);while (!st.empty()){cout << st.top() << " ";//获取栈顶元素//出栈st.pop();}cout << endl;return 0;
}

​

二、queue

1. queue介绍

queue（队列）是一种先进先出（FIFO，First-In-First-Out）的数据结构，其中元素按照加入队列的顺序进行处理。

队列有两个基本操作：入队（enqueue）和出队（dequeue），分别指元素加入队列和从队列中移除元素。

除此之外，队列还提供了一些其他的操作，如获取队首元素、判断队列是否为空等。

具体的图解点击：http://t.csdnimg.cn/OxrHQ

2. queue使用

• 使用queue类时，需要包含<queue>头文件。
• 队列中存储的元素类型可以是任意的，不仅限于整数类型。
• 队列的大小没有限制，可以根据需要动态调整。
• 在使用front()、pop()操作时，要确保队列不为空，否则会导致未定义行为。

#include <iostream>
using namespace std;
#include <queue>
int main()
{//定义队列对象：queue<int> q;//创建一个空的整数类型队列//入队操作q.push(1);q.push(2);cout << q.front() << " ";//获取队首元素q.pop();// 出队q.push(3);q.push(4);while (!q.empty())//判空{cout << q.front() << " ";q.pop();}cout << endl;return 0;
}

​

三、deque

1. deque介绍

deque（双端队列）是一种能够在两端进行操作的数据结构。

deque并不是真正连续的空间，而是由一段段连续的小空间拼接而成的，实际deque类似于一个动态的二维数组。

它既可以在前端进行插入和删除操作，也可以在后端进行插入和删除操作。

​

deque的特点包括：

1. 可以在队列的任一端进行插入和删除操作，也就是说可以在队列的前端（头部）和后端（尾部）进行操作。
2. deque的大小可以动态调整，可以根据需要增加或减少元素。
3. deque中的元素在内存中是连续存储的，这使得访问元素的速度比较快。
4. deque不需要预留内存空间，可以根据需要动态分配内存。

deque与vector相似，但deque具有更高的插入和删除元素的性能，因为它允许在队列的两端进行操作。但与之相比，deque的随机访问性能略低，因为deque中的元素并不是像vector那样在内存中是连续存储的。

2. deque的迭代器

双端队列底层是一段假象的连续空间，实际是分段连续的，为了维护其“整体连续”以及随机访问的假象，落在了deque的迭代器身上，因此deque的迭代器设计就比较复杂。

int main()
{deque<int> mydeque = { 1, 2, 3, 4, 5 };for (deque<int>::iterator it = mydeque.begin(); it != mydeque.end(); ++it) {cout << *it << " ";}cout << endl;return 0;
}

3. deque使用

#include <iostream>
using namespace std;
#include <deque>int main()
{deque<int> myDeque; // 创建一个整数类型的双端队列// 在前端插入元素myDeque.push_front(3);myDeque.push_front(2);myDeque.push_front(1);// 在后端插入元素myDeque.push_back(4);myDeque.push_back(5);myDeque.push_back(6);// 打印双端队列的元素cout << "双端队列元素: ";for (auto element : myDeque) {cout << element << " ";}cout << endl;// 删除前端元素myDeque.pop_front();// 删除后端元素myDeque.pop_back();// 获取前端元素int frontElement = myDeque.front();cout << "前端元素: " << frontElement << endl;// 获取后端元素int backElement = myDeque.back();cout << "后端元素: " << backElement << endl;// 获取双端队列大小int dequeSize = myDeque.size();cout << "双端队列大小: " << dequeSize << endl;// 判断双端队列是否为空bool isEmpty = myDeque.empty();cout << "是否为空? " << (isEmpty ? "Yes" : "No") << endl;return 0;
}

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四、三者关系

1. STL标准库中stack和queue的底层结构

虽然stack和queue中也可以存放元素，但在STL中并没有将其划分在容器的行列，而是将其称为容器适配 器，这是因为stack和队列只是对其他容器的接口进行了包装，STL中stack和queue默认使用deque。