c++【STL栈和队列】基本操作函数和模板习题

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今天讲一下STL里面的栈和队列的基本操作，栈和队列都是一种数据结构，他们的共同点是都是线性结构，当然，他俩也有不同的地方，栈是一种先进后出的数据结构，而队列则是一种先进先出的数据结构。

一、栈和队列

可以这样来说，队列就像一个羽毛球盒，从一边放进去就从另一边拿出来，如果从放进去的那一边一边拿，就会造成羽毛损坏，如图

而栈则可以看成一个乒乓球盒，也就是说乒乓球盒只有一个口，越先放进去就会被压到最下面，从而就会越后出来，如图

CSP-J第一轮常考题

这道题虽然看起来有点难懂，但他确是一道栈的题目，也就是说，我们可以吧弹夹看做一个栈，子弹也就是元素，每将一个子弹放入弹夹，就相当于一个元素入栈，这道题目实际上就是在问下列哪一个出栈顺序是不合法的，我们遇到这样的题目可以画一个示意图：
A：
所以合法；
B：
所以合法。
C：
D：

做题方法总结——模拟

这道题可以让我们更深刻的理解栈的基本概念。遇到这种题目，我们可以利用栈的概念解决，首先先找准目前没有进过栈的第一个数，然后将目前未进栈元素到我们刚刚找的那个元素全部依次进栈，然后查看出栈顺序是否合法，依次模拟，即可得出结果。

二、栈的基本操作函数

push 元素入栈

push	元素入栈
pop	栈顶元素出栈
front	获取栈底元素
size	获取栈长度
empty	栈判空

三、队列的基本操作函数

push	元素入队列
pop	队尾元素出栈
front	获取队头元素
size	获取队列长度
empty	队列判空
top	获取队尾元素

四、题目

数组逆序重存放

题目描述

将一个数组中的值按逆序重新存放。例如，原来的顺序为 $8,6,5,4,1$。要求改为 $1,4,5,6,8$。

输入格式

输入为两行：第一行数组中元素的个数 $n$（$1<n\le 100$)，第二行是 $n$ 个整数，每两个整数之间用空格分隔。

输出格式

输出为一行：输出逆序后数组的整数，每两个整数之间用空格分隔。

样例 #1

样例输入 #1

5
8 6 5 4 1

样例输出 #1

1 4 5 6 8

这道题非常简单，其方法也很多，最常见的方法就是用数组存储，但是这道题的题意刚好符合我们的栈，为了拿栈练练手，这道题我们用栈做：

分析：

我们只需要利用栈先进后出的特点，将输入的数字依次入栈，最后在依次出栈输出即可：直接给代码

#include
using namespace std;
int i,a,x;
stack<int>h;
int main(){
	ios::sync_with_stdio(false);
	cin>>a;
	for(i=0;i<a;i++){
		cin>>x;
		h.push(x);
	}
	for(i=0;i<a;i++){
		x=h.top();
		h.pop();
		cout<<x<<" ";
	}
}

【模板】栈

题目描述

请你实现一个栈（stack），支持如下操作：

• push(x)：向栈中加入一个数 $x$。
• pop()：将栈顶弹出。如果此时栈为空则不进行弹出操作，输出 Empty。
• query()：输出栈顶元素，如果此时栈为空则输出 Anguei!。
• size()：输出此时栈内元素个数。

输入格式

本题单测试点内有多组数据
输入第一行是一个整数 $T$，表示数据组数。对于每组数据，格式如下：
每组数据第一行是一个整数，表示操作的次数 $n$。
接下来 $n$ 行，每行首先由一个字符串，为 push，pop，query 和 size 之一。若为 push，则其后有一个整数 $x$，表示要被加入的数，$x$ 和字符串之间用空格隔开；若不是 push，则本行没有其它内容。

输出格式

对于每组数据，按照「题目描述」中的要求依次输出。每次输出占一行。

样例 #1

样例输入 #1

2
5
push 2
query
size
pop
query
3
pop
query
size

样例输出 #1

2
1
Anguei!
Empty
Anguei!
0

提示

样例 1 解释
对于第二组数据，始终为空，所以 pop 和 query 均需要输出对应字符串。栈的 size 为 0。

数据规模与约定

对于全部的测试点，保证 $1\le T,n\le 10^6$，且单个测试点内的 $n$ 之和不超过 $10^6$，即 $\sum n\le 10^6$。保证 $0\le x<2^{64}$。

提示

• 请注意大量数据读入对程序效率造成的影响。
• 因为一开始数据造错了，请注意输出的 Empty 不含叹号，Anguei! 含有叹号。

分析

这是一道普及模板题，这道题目是让我们用栈来实现一个栈，这听起来非常拗口，但做起来非常容易，只需要判断输入的是什么指令，在利用栈实现即可：

注意

这道题需要注意一个地方，他会有很多次指令，再一次指令弄完以后，一定要记得清空栈哦！

//B3614【模板】栈 
#include
using namespace std;
int n,i,j,k,x,z;
string c;
stack<int>h;
int main(){
	ios::sync_with_stdio(false);
	cin>>n;
	for(i=1;i<=n;i++){
		cin>>k;
		for(j=1;j<=k;j++){
			for(z=1;z<=h.size();z++)//清空栈
				h.top();
			cin>>c;
			if(c=="push"){
				cin>>x;
				h.push(x);
				continue;
			}
			if(c=="pop"){
				if(!h.size()){
					cout<<"Empty"<<endl;
					continue;
				}
				else 
					h.pop();	
			}
			if(c=="query"){
				if(h.size()==0){
					cout<<"Anguei!"<<endl;
					continue;
				}
				else {
					cout<<h.top()<<endl;
					continue;
				}
			}
			if(c=="size")
				cout<<h.size()<<endl;
		}
	}
}

【模板】队列

题目描述

请你实现一个队列（queue），支持如下操作：

• push(x)：向队列中加入一个数 $x$。
• pop()：将队首弹出。如果此时队列为空，则不进行弹出操作，并输出 ERR_CANNOT_POP。
• query()：输出队首元素。如果此时队首为空，则输出 ERR_CANNOT_QUERY。
• size()：输出此时队列内元素个数。

输入格式

第一行，一个整数 $n$，表示操作的次数。

接下来 $n$ 行，每行表示一个操作。格式如下：

• 1 x，表示将元素 x 加入队列。
• 2，表示将队首弹出队列。
• 3，表示查询队首。
• 4，表示查询队列内元素个数。

输出格式

输出若干行，对于每个操作，按「题目描述」输出结果。

每条输出之间应当用空行隔开。

样例 #1

样例输入 #1

13
1 2
3
4
1 233
3
2
3
2
4
3
2
1 144
3

样例输出 #1

2
1
2
233
0
ERR_CANNOT_QUERY
ERR_CANNOT_POP
144

提示

样例解释
首先插入 2，队首为 2、队列内元素个数为 1。
插入 233，此时队首为 2。
弹出队首，此时队首为 233。
弹出队首，此时队首为空。
再次尝试弹出队首，由于队列已经为空，此时无法弹出。
插入 144，此时队首为 144。

数据规模与约定

对于 $100\%$ 的测试数据，满足 $n\le 10000$，且被插入队列的所有元素值是 $[1,1000000]$ 以内的正整数。

分析

这道题依旧是一道模板题，本题就比较仁慈了，不用每次清空队列，也省下了很多时间，且思路和上一道题一样，用一个队列模拟队列即可

#include
using namespace std;
string f;
int n,i,k;
queue<int>h;
int main(){
	ios::sync_with_stdio(false);
	cin>>n;
	for(i=1;i<=n;i++){
		cin>>f;
		if(f=="1"){
			cin>>k;
			h.push(k);
			continue;
		}
		if(f=="2"){
			if(h.size()==0){
				cout<<"ERR_CANNOT_POP"<<endl;
				continue;
			}
			else {
				h.pop();
				continue;
			}
		}
		if(f=="3"){
			if(h.size()==0){
				cout<<"ERR_CANNOT_QUERY"<<endl;
				continue;
			}
			else{
				cout<<h.front()<<endl;
				continue;
			}
		}
		if(f=="4")
			cout<<h.size()<<endl;
	} 
}

一点话

大家再学新知识点的时候，推荐大家去做一下洛谷上面的相应模板题，这样没有太大的思维难度，也能帮助你熟悉相应操作，难度适中，很适合入门！

今天就讲到这里了，下次再见！！！