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C++实现栈的基本操作和应用

2023-06-23 22:58:18 深夜i -- --

C++ 栈基本操作应用

C++是一种流行的编程语言，可以用来实现各种数据结构。其中，栈是一种重要的数据结构，常被用来实现回溯、递归、表达式求值等算法。

栈是一种先进后出（Last-In-First-Out）的数据结构，可以通过push（压入）、pop（弹出）、top（访问栈顶元素）等基本操作来操作。

下面是一个简单的C++栈类的实现：


class Stack {
private:
  int data[100];
  int top;
public:
  Stack() top = 0;
  void push(int n) { data[top++] = n; }
  int pop() { return data[--top]; }
  int peek() { return data[top - 1]; }
  bool empty() return top == 0;
};

其中，data数组储存了栈的元素，top表示栈顶元素的下标。push()、pop()、peek()、empty()分别实现了入栈、出栈、查看栈顶元素、判断栈是否为空等操作。

栈可以被应用于很多场景。以下是几个栈的应用案例：

1. 回溯算法

回溯算法即暴力搜索算法，通过递归调用实现。在回溯过程中，对每个可能的选择进行尝试，并进入相应的分支。如果发现当前分支不是正确的解，则回溯到上一步，并尝试其他分支。回溯算法可以用栈来实现递归调用。每进入一个分支，就将当前状态压入栈中；如果无法得到正确解，则反悔到上一步，弹出栈顶元素，重新尝试其他分支。

2. 表达式求值

表达式求值是计算机程序设计中的基本任务之一，栈常被用来实现表达式求值。程序首先将中缀表达式转化为后缀表达式，然后使用栈来求解。对于后缀表达式中的每个元素，如果是数字则入栈，如果是运算符则弹出两个栈顶元素进行计算，并将结果入栈；最后的栈顶元素即为表达式的值。

3. 括号匹配

栈也常被用来实现括号匹配。程序遍历输入的括号序列，每次遇到左括号都将其压入栈中；每次遇到右括号则从栈中弹出一个左括号，判断两者是否匹配。如果在栈为空的情况下弹出左括号或是遍历完序列后栈非空，则说明序列不匹配。

以上是C++栈的基本操作和几个常见应用案例。通过对栈的深入理解和善于运用，可以更好地解决程序设计中的一系列问题。

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