C++ stack和queue容器使用_C++栈与队列数据结构实战

c++中stack和queue是STL提供的容器适配器，分别用于实现后进先出（LIFO）和先进先出（FIFO）操作。stack支持push、pop、top等操作，常用于括号匹配等场景；queue提供front、back、push、pop等功能，适用于层序遍历（BFS）等应用。两者均需包含对应头文件并注意访问前判空，避免运行时错误。

在C++中，stack（栈）和queue（队列）是两种常用的数据结构，它们被包含在标准模板库（STL）中，分别定义于#include 和#include 头文件。虽然底层可以用vector、deque或list实现，但它们提供了一种更安全、更语义化的接口来处理“后进先出”和“先进先出”的逻辑。

stack 栈的基本使用

栈是一种后进先出（LIFO, Last In First Out）的数据结构。C++中的std::stack是一个容器适配器，它不支持遍历，只允许从一端（栈顶）进行操作。

常用操作包括：

• push(element)：将元素压入栈顶
• pop()：移除栈顶元素（不返回值）
• top()：获取栈顶元素的引用
• empty()：判断栈是否为空
• size()：返回栈中元素个数

示例代码：

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#include 
#include  int main() {     std::stack s;     s.push(10);     s.push(20);     s.push(30); 
while (!s.empty()) {     std::cout zuojiankuohaophpcnzuojiankuohaophpcn s.top() zuojiankuohaophpcnzuojiankuohaophpcn " ";     s.pop(); } // 输出：30 20 10 return 0;
}

queue 队列的基本使用
队列遵循先进先出（FIFO, First In First Out）原则。C++中的std::queue也是容器适配器，默认基于deque实现。
主要操作有：

 push(element)：在队尾添加元素
 pop()：删除队首元素（不返回值）
 front()：访问队首元素
 back()：访问队尾元素
 empty() 和 size()：与stack一致

示例代码：
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#include 
#include  int main() {     std::queue q;     q.push(10);     q.push(20);     q.push(30); 
while (!q.empty()) {     std::cout zuojiankuohaophpcnzuojiankuohaophpcn q.front() zuojiankuohaophpcnzuojiankuohaophpcn " ";     q.pop(); } // 输出：10 20 30 return 0;
}

实战应用场景举例
stack和queue在算法题和系统设计中非常实用。
使用 stack 判断括号匹配
遍历字符串，遇到左括号入栈，右括号时检查栈顶是否匹配并弹出。
 

bool isValid(std::string s) {     std::stack st;     for (char c : s) {         if (c == '(' || c == '[' || c == '{') {             st.push(c);         } else {             if (st.empty()) return false;             if ((c == ')' && st.top() != '(') ||                 (c == ']' && st.top() != '[') ||                 (c == '}' && st.top() != '{')) {                 return false;             }             st.pop();         }     }     return st.empty(); }

使用 queue 实现层序遍历（BFS）
二叉树的广度优先搜索依赖队列保存待访问节点。
 

struct Treenode {     int val;     TreeNode *left, *right;     TreeNode(int x) : val(x), left(nullptr), right(nullptr) {} }; 
void bfs(TreeNode root) { if (!root) return; std::queue> q; q.push(root);
while (!q.empty()) {     TreeNode* node = q.front(); q.pop();     std::cout zuojiankuohaophpcnzuojiankuohaophpcn node-youjiankuohaophpcnval zuojiankuohaophpcnzuojiankuohaophpcn " ";      if (node-youjiankuohaophpcnleft)  q.push(node-youjiankuohaophpcnleft);     if (node-youjiankuohaophpcnright) q.push(node-youjiankuohaophpcnright); }

}

基本上就这些。掌握stack和queue的接口和典型用法，能显著提升编码效率，特别是在处理递归模拟、状态暂存、广度搜索等场景时。注意不要误用top()或front()前未判空，否则会引发运行时错误。