如何在 C++ STL 中使用列表实现堆栈

在 C++ 中，STL（Standard Template Library，标准模板库）是一个十分强大的工具，它提供了许多容器，可以帮助我们快速实现各种数据结构，其中就包括堆栈（Stack）。

堆栈是一种线性数据结构，具有“先进后出”的特点，也就是说我们只能在栈顶进行插入和删除操作，因此在实现堆栈时可以采用列表（List）来作为底层容器。

实现堆栈

头文件引入

首先我们需要引入两个头文件，一个是 <stack>，另一个是 <list>。

#include <stack>
#include <list>

定义堆栈

在 C++ STL 中，我们可以使用模板类 std::stack 来实现堆栈，其中需要指定底层容器的类型。

std::stack<int, std::list<int>> myStack;

上述定义了一个整型堆栈，底层容器类型为 std::list<int>。

入栈

我们可以使用 push() 函数将元素压入堆栈中。

myStack.push(1);
myStack.push(2);
myStack.push(3);

上述代码依次将整数 1，2，3 压入堆栈中。

访问栈顶元素

我们可以使用 top() 函数来访问栈顶元素，但是需要在访问之前先判断堆栈是否为空。

if (!myStack.empty()) {
    int topElement = myStack.top();
    std::cout << "Top element: " << topElement << std::endl;
}

上述代码先判断了堆栈是否为空，如果不为空则访问栈顶元素并输出其值。

出栈

我们可以使用 pop() 函数将栈顶元素弹出堆栈。

if (!myStack.empty()) {
    myStack.pop();
}

上述代码先判断了堆栈是否为空，如果不为空则弹出栈顶元素。

判断堆栈是否为空

我们可以使用 empty() 函数来判断堆栈是否为空。

if (myStack.empty()) {
    std::cout << "Stack is empty." << std::endl;
}

获取堆栈大小

我们可以使用 size() 函数来获取堆栈的大小。

std::cout << "Stack size: " << myStack.size() << std::endl;

完整代码示例

下面是一个完整的使用列表实现堆栈的代码示例。

#include <iostream>
#include <stack>
#include <list>

int main() {
    std::stack<int, std::list<int>> myStack;

    myStack.push(1);
    myStack.push(2);
    myStack.push(3);

    if (!myStack.empty()) {
        int topElement = myStack.top();
        std::cout << "Top element: " << topElement << std::endl;
    }

    if (!myStack.empty()) {
        myStack.pop();
    }

    if (myStack.empty()) {
        std::cout << "Stack is empty." << std::endl;
    }

    std::cout << "Stack size: " << myStack.size() << std::endl;

    return 0;
}

总结

使用 C++ STL 中的列表实现堆栈可以大大简化代码的编写，使堆栈的操作更加安全和高效。我们可以使用 std::stack 类来定义堆栈，并使用 std::list 类型的对象来作为底层容器，然后通过 push()、pop()、top()、empty() 和 size() 等函数来实现对堆栈的操作。