带有示例的 C++ STL中的成对堆栈

介绍

成对堆栈是一种基于堆栈数据结构的变体，允许在实现中保留元素对。成对堆栈提供了一种方便的方法来管理成对的数据（如标签、括号等），并允许快速且便捷地进行匹配和操作。

在C++的STL（标准模板库）中，成对堆栈实现为std::stack库，它可以使用标准的push()、pop()和top()操作添加、删除和访问堆栈的元素。但与普通堆栈不同的是，成对堆栈具有一些特殊的操作，例如：

• std::stack::emplace()：用于在堆栈的顶部插入一对新元素。
• std::stack::swap()：用于交换两个成对堆栈中的元素。

在本文中，我们将介绍使用C++ STL中的std::stack库来实现成对堆栈的方法，并且提供一些示例代码。

示例

下面是一个简单的示例，演示了如何使用C++的STL中的std::stack库来实现成对堆栈，并使用push()、pop()、top()和emplace()操作添加、删除和访问堆栈的元素。

#include <iostream>
#include <stack>

int main () {
    std::stack<std::pair<int,char>> s;
    s.emplace(1,'a');
    s.emplace(2,'b');
    s.emplace(3,'c');
    s.emplace(4,'d');
    s.emplace(5,'e');
    
    while(!s.empty()){
        std::pair<int,char> p = s.top(); 
        std::cout << p.first << " " << p.second << "\n";
        s.pop();
    }
    
    return 0;
}

上述代码演示了如何使用std::pair类型在成对堆栈中插入不同的数据类型。

原理

在C++的STL中，std::stack库是在<stack>头文件中定义的。它是一种容器适配器，允许在任何支持随机存储的底层容器（如std::vector、std::deque等）上实现堆栈数据结构。

成对堆栈可以使用std::pair类型来保存元素的组合，其中std::pair是一个标准的容器类，用于将两个不同类型的值组合在一起。具体而言，std::pair是由两个公共元素first和second组成的类型。

在std::stack中，push()和emplace()操作用于向堆栈中添加成对数据，而pop()和top()操作用于从堆栈中删除和访问元素。此外，std::stack还可以使用size()操作返回堆栈的大小，以及使用empty()操作检查堆栈是否为空。

结论

成对堆栈是一种有用的数据结构，可以用于处理成对的数据（如标签、括号等）。在C++ STL中，使用std::stack库来实现成对堆栈是非常简单的，可以使用std::pair类型保存元素的组合，并使用标准的push()、pop()和top()操作添加、删除和访问堆栈的元素。

下面是另一个示例代码，演示了如何使用std::stack库来实现成对堆栈，并使用swap()操作交换两个成对堆栈中的元素。

#include <iostream>
#include <stack>

int main(){
    std::stack<std::pair<int,char>> s1;
    std::stack<std::pair<int,char>> s2;
    
    s1.emplace(1,'a');
    s1.emplace(2,'b');
    s1.emplace(3,'c');
    s2.emplace(4,'d');
    s2.emplace(5,'e');
    
    std::swap(s1,s2);
    
    while(!s1.empty()){
        std::pair<int,char> p = s1.top(); 
        std::cout << p.first << " " << p.second << "\n";
        s1.pop();
    }
    
    return 0;
}

上述代码演示了如何使用std::swap函数来交换两个成对堆栈中的元素。