stl：stack详解

今天写八皇后的算法，采用试探回溯法使用到了c++的stack，然后牵扯出一些毛病让我加深了对c++标准库的stack的理解，我甚至觉得stl 的stack实现的非常简陋，很多不便之处，下面具体分析。
首先贴上vs2013下面的stack源码，跟stl一样，stack默认都是基于deque实现的，所以代码看上去相对其他的数据结构比较简洁，下面贴出主要的源码：

template<class _Ty,
    class _Container = deque<_Ty> >
    class stack
    {   // LIFO queue implemented with a container
public:
    typedef stack<_Ty, _Container> _Myt;
    typedef _Container container_type;
    typedef typename _Container::value_type value_type;
    typedef typename _Container::size_type size_type;
    typedef typename _Container::reference reference;
    typedef typename _Container::const_reference const_reference;

    stack()
        : c()
        {   // construct with empty container
        }

    stack(const _Myt& _Right)
        : c(_Right.c)
        {   // construct by copying _Right
        }

    explicit stack(const _Container& _Cont)
        : c(_Cont)
        {   // construct by copying specified container
        }

    _Myt& operator=(const _Myt& _Right)
        {   // assign by copying _Right
        c = _Right.c;
        return (*this);
        }

    _Myt& operator=(_Myt&& _Right)
        _NOEXCEPT_OP(is_nothrow_move_assignable<_Container>::value)
        {   // assign by moving _Right
        c = _STD move(_Right.c);
        return (*this);
        }

    void push(value_type&& _Val)
        {   // insert element at beginning
        c.push_back(_STD move(_Val));
        }

    template<class... _Valty>
        void emplace(_Valty&&... _Val)
        {   // insert element at beginning
        c.emplace_back(_STD forward<_Valty>(_Val)...);
        }


    bool empty() const
        {   // test if stack is empty
        return (c.empty());
        }

    size_type size() const
        {   // test length of stack
        return (c.size());
        }

    reference top()
        {   // return last element of mutable stack
        return (c.back());
        }

    const_reference top() const
        {   // return last element of nonmutable stack
        return (c.back());
        }

    void push(const value_type& _Val)
        {   // insert element at end
        c.push_back(_Val);
        }

    void pop()
        {   // erase last element
        c.pop_back();
        }

    const _Container& _Get_container() const
        {   // get reference to container
        return (c);
        }

    void swap(_Myt& _Right)
        _NOEXCEPT_OP(_NOEXCEPT_OP(_Swap_adl(c, _Right.c)))
        {   // exchange contents with _Right
        _Swap_adl(c, _Right.c);
        }

protected:
    _Container c;   // the underlying container
    };

stack所支持的操作大致有以下：

s.pop();//出栈
s.push(item);s.emplace(args);//压入栈顶
s.top();//返回栈顶元素，但是不将元素出栈
s.empty();
s.size();
s.swap();

stack虽然默认基于deque（双端队列）实现的，但是我们可以传入参数，使其底层以其他可以的顺序容器来实现，比如：

stack<int, list<int>> 
stack<int, vector<int>>
stack<int, array<int>>

下面给出stl的stack的使用示例：

#include 
#include 
#include 
#include 
using namespace std;
int main()
{
    //可以使用list或vector作为栈的容器，默认是使用deque的。
    stack<int, list<int>>     a;
    stack<int, vector<int>>   b;
    int i;

    //压入数据
    for (i = 0; i < 10; i++)
    {
        a.push(i);
        b.push(i);
    }

    //栈的大小
    printf("%d %d\n", a.size(), b.size());

    //取栈项数据并将数据弹出栈
    while (!a.empty())
    {
        printf("%d ", a.top());
        a.pop();
    }
    putchar('\n');

    while (!b.empty())
    {
        printf("%d ", b.top());
        b.pop();
    }
    putchar('\n');
    return 0;
}

下面说说问题，stack无论底层用什么实现，其接口就那几个，很不灵活！
首先注意，stack的pop()以及push()都是void类型，并没有返回值，所以像：

stack solu; 
Queen q；
//xxxx
q=solu.pop();

这种感觉是对的用法其实是不对的，遇见这种情况也很好解决，如下：

stack solu; 
Queen q；
//xxxx
q=solu.top();
solu.pop();

因为stack的pop()成员是有返回值的，并且返回值类型是_Container::reference类型，也就是stack的引用类型。
另外要注意的是：
stack,queue(stack queue默认是基于deque实现的)
,priority_queue（默认是基于vector实现的）
这3个是c++标准库定义的3个容器适配器，并不是顺序容器或者关联容器，可以接受一个已有的容器类型作为参数来构造自身，比如：stack ,stack等等，所以问题就来了，stack不能进行遍历的操作，stack也并不能使用顺序容器所支持的end(),begin()这些操作，当前也就不支持所有的以迭代器为参数的泛型函数，譬如find()这种，所以使用非常不灵活。

所以我觉得如果想使用灵活的stack结构，还需要自己基于别的数据结构来重新实现stack的底层，譬如使用vector为基类来实现stack类，然后在成员函数中加入我们需要的特定功能，如遍历查找等等：

 #include
 template <typename T> class Stack: public vector { 
 private:
     vector data;
 public: 
        void push ( T const& e ) { data.insert ( data.end(), e ); } 
        T pop()
        { 
            T tmp=data[data.size()-1];
            data.erase( data.end() - 1 );
            return tmp;
        } 
        //xxxxx
};

这里将向量vector的首端当作栈底，尾部当作栈顶，出栈入栈都十分方便。
这样，第一个问题，pop()函数直接带返回值，解决了。
第二个问题，这种基于vector实现的stack，进行元素的遍历很简单，因为我们可以直接从栈底遍历到栈顶，访问每个元素只是o(1)的时间复杂度，也能解决问题2。