秒懂百科，C++如此简单丨第二十一天：栈和队列

前言

Everyday English

栈（Stack）

图文解释

实现添加删除元素

实现查看清空栈

完整代码

运行示例

栈的选择题

队列（Queue）

图文解释

队列的基本用法

完整代码

运行结果

队列的好处

结尾

前言

今天我们将学习两个新的数据结构——栈和队列。

Everyday English

A friend in need is a friend indeed.
患难见真情。

栈（Stack）

图文解释

栈最直白的想象就是羽毛球筒了（假设从一个口取）。

比如说我想按照红-橙-黄的顺序放进去，并取出橙色羽毛去，得进行以下操作：

1.放入红-橙-黄色羽毛球。

2.取出顶部的黄色羽毛球。

3.取出顶部的橙色羽毛球。

下面请欣赏我的纯手绘图片：

现在请你把注意力放在黄色羽毛球上，它在放进筒时是最后一个放进去的，而被取出来时是第一个被取出来的；而红色羽毛球却是最后一个被取出来的。所以栈有一个很重要的性质：

先进后出，后进先出（LIFO：Last in first out）

实现添加删除元素

添加：将元素入栈并使指针右移一位。

void add(int n)//添加元素至栈顶
{tmp++;a[tmp]=n;
}

删除：将元素出栈并使指针左移一位。

void pop()//删除栈顶元素
{a[tmp]=0;//这一步可要可不要tmp--;
}

实现查看清空栈

查看：把数组从1-tmp输出一下即可。

void look(int n[])
{for(int i=1;i<=tmp;i++){cout<<n[i]<<" ";}
}

清空：把数组归零，并把指针赋值为1。

void empty(int n[])
{for(int i=1;i<=tmp;i++){n[i]=0;}tmp=0;
}

完整代码

#include<bits/stdc++.h>
using namespace std;
string op="";
int a[1005],tmp=0,n;
char b[1005],m;
void add(int n)//添加元素至栈顶
{tmp++;a[tmp]=n;
}
void pop()//删除栈顶元素
{a[tmp]=0;//这一步可要可不要tmp--;
}
void look(int n[])
{cout<<"The stack is:"; for(int i=1;i<=tmp;i++){cout<<n[i]<<" ";}
}
void empty(int n[])
{for(int i=1;i<=tmp;i++){n[i]=0;}tmp=0;cout<<"The stack is empty now."<<endl;
}
int main()
{memset(a,0,sizeof(a));while(1){cin>>op;if(op[0]=='s') return 0;else {if(op[0]=='a') cin>>n,add(n);if(op[0]=='p') pop();if(op[0]=='l') look(a);if(op[0]=='e') empty(a);}}
}

运行示例

add 1
add 2
add 3
add 4
pop
pop
look
The stack is:1 2
add 5
empty
The stack is empty now.
add 6
look
The stack is:6

栈的选择题

栈虽然编程中用的不是特别多，但是在CSP的第一轮考试中经常出现，我们来看一看。

1.有6个元素，按照6、5、4、3、2、1的顺序入栈S，请问下列哪个出栈顺序是非法的？

A.5 4 3 6 1 2

B.4 5 3 1 2 6

C.3 4 6 5 2 1

D.2 3 4 1 5 6

题目来源：2022 CSP-J 选择第二题

解析：因为6比5先入栈，所以出栈时6应该在5后面，故选C。当然你也可以模拟一下。

2.对于入栈顺序为a，b，c，d，e的序列，下列（）不是合法的出栈序列。

A.a，b，c，d，e

B.e，d，c，b，a

C.b，a，c，d，e

D.c，d，a，e，b

题目来源：2021 CSP-J 选择题第五题

解析：因为a比b先入栈，所以出栈时a应该在b后面，故选D。当然你也可以模拟一下。

A.进栈一个，出栈一个

B.全部进栈，全部出栈

C.a进栈，b进栈，b出栈，a出栈，剩下的进栈一个，出栈一个。

D.无法完成

3.下图中所使用的数据结构是？

A、栈

B、队列

C、二叉树

D、哈希表

栈的性质是：后进先出，故选A。

队列（Queue）

图文解释

队列顾名思义就是排队买票，先买票的人总是先出来，最后买票的人最后出来。

如上图，1号游客最先排队，所以他第一个买票也是第一个出来的，这就是队列的重要性质：

先进先出，后进后出（FIFO：First in first out）

队列的基本用法

在C++中，已经有为我们写好的队列了，我们只需直接使用即可。

首先需要定义一个队列：

queue<变量类型> q;

这个变量类型可以是int,double,long long,struct......

下面是队列的几个基本用法：

q.pop() //弹出队首元素
q.push(item) //把元素item插入到队尾
q.empty() //如果队列为空返回True,否则返回False
q.full() //如果队列已满返回True,否则返回False
q.front() //调用队首元素
q.size() //返回队列中元素的数量

完整代码

#include<bits/stdc++.h>
using namespace std;
int main()
{queue<int> q;q.push(1);q.push(2);q.push(3);q.pop();cout<<q.front()<<endl;q.pop();cout<<q.size()<<endl;q.pop();if(q.empty()) cout<<"The queue is empty."<<endl;return 0;
}