c++语言基础19-洗盘子（栈）

题目描述

在餐厅里，洗盘子的工作需要使用到栈这种数据结构。假设你手里有一个盘子堆放区。现在需要模拟洗盘子的过程，每个盘子都有一个编号。 盘子堆放区操作说明： 1. 当操作为 1 时，表示从盘子堆放区拿走顶部的盘子清洗。
2. 当操作为 2 时，表示有未洗的盘子放入盘子堆放区。 在一系列操作之后，你需要回答：下一个清洗的盘子编号？输入描述
第一行有一个整数 n，代表初始盘子堆放区中盘子的数量为 n。 第二行有 n 个整数，代表了盘子的编号，同时整数之间的顺序也代表了未洗盘子加入盘子堆放区的顺序。 第三行为一个整数 m，代表接下来将会有 m 次操作。 接下来一共有 m 行，代表共有 m 次操作。 如果是操作 1，那么该行只会有一个数字 1，代表有一个盘子被拿走清洗。 如果是操作 2，那么该行有两个数字，第一个数字 2 表示有未洗的盘子加入，第二个数字代表未洗的盘子编号。输出描述
输出共一行，为下一个该清洗的盘子编号。 如果没有下一个该清洗的盘子，那么请输出 “All the dishes have been washed.”
输入示例
5
1001 1002 1003 1004 1005
3
1
1
2 1006
输出示例
1006

栈与队列理论基础

队列是先进先出，栈是先进后出。
在这里插入图片描述

#include
#include

int main() {
int n, m, opt, val, num;
std::cin >> n;
std::stack st;
while (n–) {
std::cin >> val;
st.push(val);
}
std::cin >> m;
while (m–) {
std::cin >> opt;
if (opt == 1 && !st.empty()) st.pop();
else {
std::cin >> num;
st.push(num);
}
}
if (st.empty()) {
std::cout << “all the dishes have been washed” << std::endl;
}
else {
std::cout << st.top() << std::endl;
}
}
C++中stack 是容器么？

我们使用的stack是属于哪个版本的STL？

我们使用的STL中stack是如何实现的？

stack 提供迭代器来遍历stack空间么？

栈和队列是STL（C++标准库）里面的两个数据结构。

C++标准库是有多个版本的，要知道我们使用的STL是哪个版本，才能知道对应的栈和队列的实现原理。

那么来介绍一下，三个最为普遍的STL版本：

HP STL 其他版本的C++ STL，一般是以HP STL为蓝本实现出来的，HP STL是C++ STL的第一个实现版本，而且开放源代码。
P.J.Plauger STL 由P.J.Plauger参照HP STL实现出来的，被Visual C++编译器所采用，不是开源的。
SGI STL 由Silicon Graphics Computer Systems公司参照HP STL实现，被Linux的C++编译器GCC所采用，SGI STL是开源软件，源码可读性甚高。

接下来介绍的栈和队列也是SGI STL里面的数据结构，知道了使用版本，才知道对应的底层实现。
在这里插入图片描述

栈提供push 和 pop 等等接口，所有元素必须符合先进后出规则，所以栈不提供走访功能，也不提供迭代器(iterator)。不像是set 或者map 提供迭代器iterator来遍历所有元素。

栈是以底层容器完成其所有的工作，对外提供统一的接口，底层容器是可插拔的（也就是说我们可以控制使用哪种容器来实现栈的功能）。

所以STL中栈往往不被归类为容器，而被归类为container adapter（容器适配器）。

那么问题来了，STL 中栈是用什么容器实现的？

从下图中可以看出，栈的内部结构，栈的底层实现可以是vector，deque，list 都是可以的，主要就是数组和链表的底层实现。

在这里插入图片描述

我们常用的SGI STL，如果没有指定底层实现的话，默认是以deque为缺省情况下栈的底层结构。

deque是一个双向队列，只要封住一段，只开通另一端就可以实现栈的逻辑了。

SGI STL中队列底层实现缺省情况下一样使用deque实现的。

我们也可以指定vector为栈的底层实现，初始化语句如下：

std::stack<int, std::vector<int> > third;  // 使用vector为底层容器的栈

所以STL 队列也不被归类为容器，而被归类为container adapter（容器适配器）。

题目分析

栈的操作实际上和洗盘子的过程是类似的，洗盘子的过程中，会拿出待清洗那一摞盘子的最顶端的那个盘子，清洗之后将其放在已清洗区域，这对于待清洗盘子来说是出栈，对于已清洗区域来说，是入栈（进栈）

栈这种结构只能在一侧（栈顶那一侧）进行插入和删除操作，而且是后进先出LIFO(后进入栈的元素离栈顶比较近，先出来)，允许进行插入和删除的那一端是栈顶，与之对应的另一端是栈底, 如果一个栈不包含任何元素，这个栈被称为空栈。

在计算机领域，栈的应用也十分广泛，比如浏览器的历史回退和编写文档时的“撤销”操作。

栈的操作

C++标准库提供了一个名为 std::stack 的栈容器适配器，想要使用它，只需要引入stack头文件即可。

#include <stack>

然后就可以通过stack数据类型栈名称这样的形式来创建一个栈并进行操作了

 stack<int> st; // 创建一个int类型的栈

栈的常用操作主要有以下几种：empty(): 判断栈是否为空栈，如果为空栈返回true， 否则或者false
push(): 进栈操作，将新的元素放入到栈中，新的元素成为栈顶元素。
pop()： 出栈操作，栈顶元素从栈中离开
top(): 获取栈顶元素，但是不会移除它
size(): 获取栈的长度，即栈中元素的数量

st.push(1);
st.push(10);
st.push(100); // 往栈中添加元素，现在栈底元素是1，栈顶元素是100st.pop(); // 移除栈顶元素100，新的栈顶元素是10int topNumber = st.top(); // 获取栈顶元素10bool isEmpty = st.empty(); // 如果栈为空，返回true；否则返回falseint stackSize = st.size(); // 获取栈的长度（元素数量）

完整代码

#include <iostream>
#include <stack>int main() {int n, m, opt, val, num;std::cin >> n;std::stack<int> st;while (n--) {std::cin >> val;st.push(val);}std::cin >> m;while (m--) {std::cin >> opt;if (opt == 1 && !st.empty()) st.pop();else {std::cin >> num;st.push(num);}}if (st.empty()) {std::cout << "all the dishes have been washed" << std::endl;}else {std::cout << st.top() << std::endl;}
}
st.empty()) {std::cout << "all the dishes have been washed" << std::endl;}else {std::cout << st.top() << std::endl;}
}