容器适配器

STL 栈 (std::stack) 是一种后进先出 (Last In, First Out) 的容器适配器,仅支持查询或删除最后一个加入的元素(栈顶元素),不支持随机访问,且为了保证数据的严格有序性,不支持迭代器。

头文件

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#include <stack>

定义

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std::stack<TypeName> s;  // 使用默认底层容器 deque,数据类型为 TypeName
std::stack<TypeName, Container> s;  // 使用 Container 作为底层容器
std::stack<TypeName> s2(s1);        // 将 s1 复制一份用于构造 s2

成员函数

以下所有函数均为常数复杂度

  • top() 访问栈顶元素(如果栈为空,此处会出错)
  • push(x) 向栈中插入元素 x
  • pop() 删除栈顶元素
  • size() 查询容器中的元素数量
  • empty() 询问容器是否为空

简单示例

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std::stack<int> s1;
s1.push(2);
s1.push(1);
std::stack<int> s2(s1);
s1.pop();
std::cout << s1.size() << " " << s2.size() << endl;  // 1 2
std::cout << s1.top() << " " << s2.top() << endl;    // 2 1
s1.pop();
std::cout << s1.empty() << " " << s2.empty() << endl;  // 1 0

队列

STL 队列 (std::queue) 是一种先进先出 (First In, First Out) 的容器适配器,仅支持查询或删除第一个加入的元素(队首元素),不支持随机访问,且为了保证数据的严格有序性,不支持迭代器。

头文件

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#include <queue>

定义

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std::queue<TypeName> q;  // 使用默认底层容器 deque,数据类型为 TypeName
std::queue<TypeName, Container> q;  // 使用 Container 作为底层容器

std::queue<TypeName> q2(q1);  // 将 s1 复制一份用于构造 q2

成员函数

以下所有函数均为常数复杂度

  • front() 访问队首元素(如果队列为空,此处会出错)
  • push(x) 向队列中插入元素 x
  • pop() 删除队首元素
  • size() 查询容器中的元素数量
  • empty() 询问容器是否为空

简单示例

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std::queue<int> q1;
q1.push(2);
q1.push(1);
std::queue<int> q2(q1);
q1.pop();
std::cout << q1.size() << " " << q2.size() << endl;    // 1 2
std::cout << q1.front() << " " << q2.front() << endl;  // 1 2
q1.pop();
std::cout << q1.empty() << " " << q2.empty() << endl;  // 1 0

优先队列

头文件

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#include <queue>

定义

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std::priority_queue<TypeName> q;             // 数据类型为 TypeName
std::priority_queue<TypeName, Container> q;  // 使用 Container 作为底层容器
std::priority_queue<TypeName, Container, Compare> q;
// 使用 Container 作为底层容器,使用 Compare 作为比较类型

// 默认使用底层容器 vector,比较类型 less<TypeName>(此时为它的 top()
// 返回为最大值) 若希望 top() 返回最小值,可令比较类型为 greater<TypeName>
// 注意:不可跳过 Container 直接传入 Compare

成员函数

以下所有函数均为常数复杂度

  • top() 访问堆顶元素(此时优先队列不能为空)
  • empty() 询问容器是否为空
  • size() 查询容器中的元素数量

以下所有函数均为对数复杂度

  • push(x) 插入元素,并对底层容器排序
  • pop() 删除堆顶元素(此时优先队列不能为空)

简单示例

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std::priority_queue<int> q1;
std::priority_queue<int, std::vector<int> > q2;
// C++11 后空格可省略
std::priority_queue<int, std::deque<int>, std::greater<int> > q3;
// q3 为小根堆
for (int i = 1; i <= 5; i++) q1.push(i);
// q1 中元素 :  [1, 2, 3, 4, 5]
std::cout << q1.top() << std::endl;
// 输出结果 : 5
q1.pop();
// 堆中元素 : [1, 2, 3, 4]
std::cout << q1.size() << std::endl;
// 输出结果 :4
for (int i = 1; i <= 5; i++) q3.push(i);
// q3 中元素 :  [1, 2, 3, 4, 5]
std::cout << q3.top() << std::endl;
// 输出结果 : 1

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