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C++中的栈的使用方法

2023-07-06 16:34:57 深夜i -- --

C++ 栈使用方法

栈是一种常见的数据结构，C++中的栈也是非常重要的一个内容。栈可以帮助我们解决很多实际问题，例如表达式求值、函数调用等等。下面来详细介绍一下C++中栈的使用方法。

一、栈的定义与实现

在C++中，我们可以利用STL中的stack库来实现栈的操作。这个库提供了一些操作，例如push(入栈)、pop(出栈)、top(获取栈顶元素)等等。具体实现方法如下：


#include <stack>
using namespace std;
int main() {
  stack<int> s; // 定义一个int类型的栈
  s.push(1); // 将1入栈
  s.push(2); // 将2入栈
  s.pop(); // 弹出栈顶元素
  if(s.empty()) // 判断栈是否为空
    cout<<"栈为空"<<endl;
   else {
    cout<<"栈不为空"<<endl;
    cout<<"栈顶元素为："<<s.top()<<endl; // 获取栈顶元素
  }
  return 0;
}

二、常见的栈操作

1、入栈操作

在C++中，我们可以使用push()函数将元素入栈，例如：


stack<int> s;
s.push(1);
s.push(2);
s.push(3);

以上代码将会向栈中依次入栈元素1、2、3。

2、出栈操作

在C++中，我们可以使用pop()函数将栈顶元素弹出，例如：


stack<int> s;
s.push(1);
s.push(2);
s.push(3);
s.pop();

以上代码将会将栈顶元素3弹出。

3、获取栈顶元素

在C++中，我们可以使用top()函数获取栈顶元素，例如：


stack<int> s;
s.push(1);
s.push(2);
s.push(3);
int top = s.top();

以上代码将会将栈顶元素3赋值给变量top。

4、判断栈是否为空

在C++中，我们可以使用empty()函数判断栈是否为空，例如：


stack<int> s;
if(s.empty())
  cout<<"栈为空"<<endl;
else
  cout<<"栈不为空"<<endl;

以上代码将会输出“栈为空”。

三、栈在实际问题中的应用

1、表达式求值

在数学表达式中，括号的匹配关系视为栈的应用。接下来我们以中缀表达式的求值为例：

假设要求解中缀表达式"6+(5-3)*2+8/4"的结果，流程如下：

1. 定义一个存储操作数的栈，使用STL中的stack库；

2. 定义一个存储操作符的栈，使用STL中的stack库；

3. 从左到右扫描表达式中的每一个元素；

4. 如果是操作数，则进入操作数栈；

5. 如果是操作符，则进行以下操作：

1）如果是'('，则进入操作符栈；

2）如果是')'，则依次将操作符栈中的元素弹出，直到遇到'('，并将弹出的操作符和操作数进行运算并将结果入栈；

3）如果是'+'或'-'，则将操作符栈中优先级比当前操作符低的运算符全部弹出，并将弹出的操作符和操作数进行运算并将结果入栈；

4）如果是'*'或'/'，则将操作符栈中优先级比当前操作符低或者一样的运算符全部弹出，并将弹出的操作符和操作数进行运算并将结果入栈；

6. 扫描完表达式后，将操作符栈中的所有元素全部弹出进行运算并将结果入栈；

7. 操作数栈中的唯一元素即为表达式的计算结果。

2、函数调用

在C++中，函数调用的栈帧也是利用栈来保存的。每当一个函数被调用，就会在栈上构建一个新的栈帧，其中存储了函数的相关信息，例如欲跳转到哪个程序计数器、该函数所需的栈空间、参数、局部变量等等。当函数返回时，将释放该栈帧。因此，栈在函数调用中发挥了极其重要的作用。

总之，栈在C++中是一种非常重要的数据结构，掌握了栈的相关操作方法可以帮助我们解决很多实际问题。同时，在实际编程中，也需要根据具体情况选择不同的栈算法。

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