STL--stack/queue的使用方法
2010-01-05 17:36
stack(棧)和queue(隊列)也是在程序設計中經常會用到的數據容器，STL為我們提供了方便的stack(棧)的queue(隊列)的實現(xiàn)。


準確地說，STL中的stack和queue不同于vector、list等容器，而是對這些容器的重新包裝。這里我們不去深入討論STL的stack和queue的實現(xiàn)細節(jié)，而是來了解一些他們的基本使用。


1、stack


stack模板類的定義在<stack>頭文件中。


stack模板類需要兩個模板參數，一個是元素類型，一個容器類型，但只有元素類型是必要的，在不指定容器類型時，默認的容器類型為deque。


定義stack對象的示例代碼如下：


stack<int> s1;
stack<string> s2;


stack的基本操作有：


入棧，如例：s.push(x);


出棧，如例：s.pop();注意，出棧操作只是刪除棧頂元素，并不返回該元素。


訪問棧頂，如例：s.top()


判斷棧空，如例：s.empty()，當棧空時，返回true。


訪問棧中的元素個數，如例：s.size()


2、queue


queue模板類的定義在<queue>頭文件中。


與stack模板類很相似，queue模板類也需要兩個模板參數，一個是元素類型，一個容器類型，元素類型是必要的，容器類型是可選的，默認為deque類型。


定義queue對象的示例代碼如下：


queue<int> q1;
queue<double> q2;


queue的基本操作有：


入隊，如例：q.push(x); 將x接到隊列的末端。


出隊，如例：q.pop(); 彈出隊列的第一個元素，注意，并不會返回被彈出元素的值。


訪問隊首元素，如例：q.front()，即最早被壓入隊列的元素。


訪問隊尾元素，如例：q.back()，即最后被壓入隊列的元素。


判斷隊列空，如例：q.empty()，當隊列空時，返回true。


訪問隊列中的元素個數，如例：q.size()


3、priority_queue


在<queue>頭文件中，還定義了另一個非常有用的模板類priority_queue(優(yōu)先隊列）。優(yōu)先隊列與隊列的差別在于優(yōu)先隊列不是按照入隊的順序出隊，而是按照隊列中元素的優(yōu)先權順序出隊（默認為大者優(yōu)先，也可以通過指定算子來指定自己的優(yōu)先順序）。


priority_queue模板類有三個模板參數，第一個是元素類型，第二個容器類型，第三個是比較算子。其中后兩個都可以省略，默認容器為vector，默認算子為less，即小的往前排，大的往后排（出隊時序列尾的元素出隊）。


定義priority_queue對象的示例代碼如下：


priority_queue<int> q1;
priority_queue< pair<int, int> > q2; // 注意在兩個尖括號之間一定要留空格。
priority_queue<int, vector<int>, greater<int> > q3; // 定義小的先出隊


priority_queue的基本操作與queue相同。


初學者在使用priority_queue時，最困難的可能就是如何定義比較算子了。


如果是基本數據類型，或已定義了比較運算符的類，可以直接用STL的less算子和greater算子——默認為使用less算子，即小的往前排，大的先出隊。


如果要定義自己的比較算子，方法有多種，這里介紹其中的一種：重載比較運算符。優(yōu)先隊列試圖將兩個元素x和y代入比較運算符(對less算子，調用 x<y，對greater算子，調用x>y)，若結果為真，則x排在y前面，y將先于x出隊，反之，則將y排在x前面，x將先出隊。


看下面這個簡單的示例：


#include <iostream>
#include <queue>
using namespace std;
class T
{
public:
int x, y, z;
T(int a, int b, int c):x(a), y(b), z(c)
{
}
};
bool operator < (const T &t1, const T &t2)
{
return t1.z < t2.z; // 按照z的順序來決定t1和t2的順序
}
main()
{
priority_queue<T> q;
q.push(T(4,4,3));
q.push(T(2,2,5));
q.push(T(1,5,4));
q.push(T(3,3,6));


while (!q.empty())
{
T t = q.top(); q.pop();
cout << t.x << " " << t.y << " " << t.z << endl;
}
return 1;
}


輸出結果為(注意是按照z的順序從大到小出隊的)：


3 3 6
2 2 5
1 5 4
4 4 3


再看一個按照z的順序從小到大出隊的例子：


#include <iostream>
#include <queue>
using namespace std;
class T
{
public:
int x, y, z;
T(int a, int b, int c):x(a), y(b), z(c)
{
}
};
bool operator > (const T &t1, const T &t2)
{
return t1.z > t2.z;
}
main()
{
priority_queue<T, vector<T>, greater<T> > q;
q.push(T(4,4,3));
q.push(T(2,2,5));
q.push(T(1,5,4));
q.push(T(3,3,6));


while (!q.empty())
{
T t = q.top(); q.pop();
cout << t.x << " " << t.y << " " << t.z << endl;
}
return 1;
}


輸出結果為：


4 4 3
1 5 4
2 2 5
3 3 6


如果我們把第一個例子中的比較運算符重載為：


bool operator < (const T &t1, const T &t2)
{
return t1.z > t2.z; // 按照z的順序來決定t1和t2的順序
}


則第一個例子的程序會得到和第二個例子的程序相同的輸出結果。


1.6 nth_element 指定元素排序
nth_element一個容易看懂但解釋比較麻煩的排序。用例子說會更方便：
班上有10個學生，我想知道分數排在倒數第4名的學生。
如果要滿足上述需求，可以用sort排好序，然后取第4位（因為是由小到大排), 更聰明的朋友會用partial_sort, 只排前4位，然后得到第4位。其實這是你還是浪費，因為前兩位你根本沒有必要排序，此時，你就需要nth_element:
template <class RandomAccessIterator>
void nth_element(RandomAccessIterator first, RandomAccessIterator nth,
RandomAccessIterator last);


template <class RandomAccessIterator, class StrictWeakOrdering>
void nth_element(RandomAccessIterator first, RandomAccessIterator nth,
RandomAccessIterator last, StrictWeakOrdering comp);
對于上述實例需求，你只需要按下面要求修改1.4中的程序：
stable_sort(vect.begin(), vect.end(),less<student>());
替換為：
nth_element(vect.begin(), vect.begin()+3, vect.end(),less<student>());
運行結果為：
------before sort...
Tom: ? ?74
Jimy: ? 56
Mary: ? 92
Jessy: ?85
Jone: ? 56
Bush: ? 52
Winter: 77
Andyer: 63
Lily: ? 76
Maryia: 89
-----after sort ....
Jone: ? 56
Bush: ? 52
Jimy: ? 56
Andyer: 63
Jessy: ?85
Mary: ? 92
Winter: 77
Tom: ? ?74
Lily: ? 76
Maryia: 89
第四個是誰？Andyer，這個倒霉的家伙。為什么是begin()+3而不是+4? 我開始寫這篇文章的時候也沒有在意，后來在ilovevc 的提醒下，發(fā)現(xiàn)了這個問題。begin()是第一個，begin()+1是第二個，... begin()+3當然就是第四個了。

總結

以上是生活随笔為你收集整理的C++ STACK Queue的全部內容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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