C++栈的知识点
今天，我们来了解一下栈！
目录
1.什么是栈？
2.栈能干什么？
3.栈的输入与输出
4.栈的插入！
5.总结
1.什么是栈？
栈是一种数据结构，用于存储和管理数据。它遵循先进后出（LIFO）的原则，即最后放入栈的元素最先被取出。栈通常有两个主要操作：压栈（将元素放入栈）和出栈（从栈中取出元素）。
在C++中，可以使用数组或链表等数据结构来实现栈。C++标准库中还提供了一个模板类std::stack，用于实现栈的功能。可以通过包含
以下是使用std::stack实现栈的示例代码：
#include
#include
int main() {
std::stack myStack;
// 压栈
myStack.push(1);
myStack.push(2);
myStack.push(3);
// 出栈
while (!myStack.empty()) {
std::cout << myStack.top() << " ";
myStack.pop();
}
return 0;
} 上述代码将输出：3 2 1，因为最后放入栈的元素最先被取出。
2.栈能干什么？
在C++中，栈可以用于以下功能：
1. 函数调用：在函数调用过程中，局部变量、参数和返回地址等信息都是通过栈来保存和管理的。每当一个函数被调用时，它的局部变量和参数都会被压入栈中，当函数执行完毕后，这些数据会被弹出栈。
2. 表达式求值：栈可以用于求解数学表达式，如中缀表达式转后缀表达式、后缀表达式的计算等。在这个过程中，运算符和操作数都可以通过栈来进行存储和处理。
3. 内存分配：栈也可以用于局部变量的内存分配。在函数执行过程中，局部变量的内存空间会被分配在栈的顶部，当函数执行完毕后，这些内存空间会被自动释放。
4. 符号匹配：栈可以用于检查符号（如括号、花括号、方括号等）是否匹配。每当遇到一个左符号时，就将其压入栈中；当遇到一个右符号时，就弹出栈顶元素并检查是否匹配。
5. 递归函数：递归函数的执行过程也可以通过栈来实现。每当一个函数调用自身时，就会将函数调用的信息（如参数、返回地址等）压入栈中，直到达到递归终止条件。
总之，栈在程序设计中非常常用，可以帮助解决许多与数据存储和处理相关的问题。
3.栈的输入与输出
栈的输入是通过将元素依次压入栈顶实现的，而输出是通过弹出栈顶元素实现的。下面以C++为例，详细介绍栈的输入与输出的步骤以及注意事项。
1. 导入头文件：在使用栈前，需要导入相应的头文件。
#include
#include
2. 创建栈对象：使用stack模板类创建一个栈对象。
std::stack stackObj;
3. 入栈操作：使用push()函数将元素压入栈顶。
stackObj.push(10);
stackObj.push(20);
stackObj.push(30);4. 判断栈是否为空：可以使用empty()函数来判断栈是否为空。
if (stackObj.empty()) {
std::cout << "栈为空" << std::endl;
} else {
std::cout << "栈不为空" << std::endl;
}5. 获取栈顶元素：使用top()函数可以获取栈顶元素，但不会将元素弹出。
int topElement = stackObj.top();
std::cout << "栈顶元素为：" << topElement << std::endl;
6. 出栈操作：使用pop()函数可以将栈顶元素弹出栈。
stackObj.pop();
7. 输出栈中的所有元素：由于栈是一种封闭的数据结构，只能从栈顶访问元素，因此输出栈中的所有元素需要先将栈中的元素逐个弹出。
while (!stackObj.empty()) {
int element = stackObj.top();
std::cout << element << " ";
stackObj.pop();
}
std::cout << std::endl;注意事项：
1. 在使用栈前，需要导入相应的头文件。
2. 栈中存储的元素类型可以是基本类型（如int、char等）或自定义类型。
3. push()函数将元素压入栈顶，pop()函数将栈顶元素弹出。
4. empty()函数判断栈是否为空，top()函数获取栈顶元素。
5. 注意在操作栈时需要判断栈是否为空，否则可能会出现越界访问的错误。
4.栈的插入！
在C++中，可以使用std::stack来表示栈，其插入操作是通过std::stack的成员函数push()来完成的。
下面是一些示例，展示了栈的插入操作在不同情况下的使用：
1.头部插入：
#include
#include
int main() {
std::stack myStack;
myStack.push(3); // 插入3
myStack.push(2); // 插入2
myStack.push(1); // 插入1
std::cout << "栈顶元素：" << myStack.top() << std::endl; // 输出：栈顶元素：1
return 0;
}
2.中间插入：
栈的插入操作只能在栈顶进行，因此不存在在中间插入元素的情况。
3.尾部插入：
#include
#include
int main() {
std::stack myStack;
myStack.push(1); // 插入1
myStack.push(2); // 插入2
myStack.push(3); // 插入3
std::cout << "栈顶元素：" << myStack.top() << std::endl; // 输出：栈顶元素：3
return 0;
}
注意事项：
1. 栈的插入操作只能在栈顶进行，即只能插入到已有元素的上方。
2. 在C++中，std::stack使用模板实现，可以存储任意类型的元素。在上述示例中，我们使用int类型进行演示。
5.总结
在C++中，栈的主要操作包括：
1. 入栈（Push）：在栈顶插入一个元素，将栈顶指针向上移动一位。
2. 出栈（Pop）：删除栈顶元素，将栈顶指针向下移动一位。
3. 取栈顶（Top）：获取栈顶元素的值，不改变栈的状态。
4. 判空（Empty）：判断栈是否为空，即栈中是否有元素。
5. 获取栈大小（Size）：获取栈中元素的个数。
C++ 的 std::stack 类是一个模板类，可以通过指定数据类型来创建栈。例如，std::stack
下面是一个使用 C++ 标准库中的栈实现的示例代码：
#include
#include
int main() {
std::stack myStack;
// 入栈
myStack.push(10);
myStack.push(20);
myStack.push(30);
// 出栈
myStack.pop();
// 取栈顶
int topElement = myStack.top();
std::cout << "Top element: " << topElement << std::endl;
// 判空
bool isEmpty = myStack.empty();
std::cout << "Is stack empty? " << (isEmpty ? "Yes" : "No") << std::endl;
// 获取栈大小
int size = myStack.size();
std::cout << "Stack size: " << size << std::endl;
return 0;
} 上述代码首先创建了一个 std::stack
接着使用 top() 方法获取栈顶元素的值，并输出到控制台。然后使用 empty() 方法判断栈是否为空，并输出结果。最后使用 size()`方法获取栈的大小，并输出结果。
输出结果为：
Top element: 20
Is stack empty？ No
Stack size: 2
这就是使用 C++ 标准库中的栈的基本操作。栈在算法中有很多应用，如深度优先搜索（DFS）和函数调用堆栈等。
感谢大家观看与支持！！