C++ 标准库 <stack> 的底层实现是否影响其性能表现？C++ 标准库 <s

C++ 范例库中的 <stack> 是一个用于真现栈（LIFO—后进先出）数据构造的容器。栈是计较机科学中的根原数据构造之一，宽泛使用于各类算法和使用中，譬喻表达式求值、深度劣先搜寻（DFS）、函数挪用栈等。通过 <stack> 容器类，C++ 供给了一个简略易用且高效的接口来收配栈构造。栈的根柢收配蕴含 push（压栈）、pop（出栈）、top（获与栈顶元素）以及 empty（检查栈能否为空）。

正在咱们日常的编程工做中，数据构造和算法是每个步调员必须把握的根柢技能。而正在所无数据构造中，栈（Stack）无疑是最根原且使用宽泛的一种。它遵照后进先出（LIFO）的准则，意味着最后被插入的数据最先被移除。栈的那种特性使其成为很多规范算法和问题处置惩罚惩罚方案的焦点，如递归挪用、表达式求值、括号婚配等。

C++ 范例库中的 <stack> 是一个封拆栈收配的容器，它供给了一组简略的接口，使得栈的运用变得愈加高效和曲不雅观。应付初学者而言，了解栈的根柢本理及其正在编程中的使用无疑是提升编程技能的重要轨范。

C++ 范例库中的 <stack> 是一个基于容器适配器的类模板，它其真不间接真现数据构造，而是通过现有的容器类型（如 std::deque 或 std::ZZZector）来真现栈的罪能。std::stack 只供给栈收配的接口，隐藏了底层容器的真现细节。

栈次要撑持四种收配：

push：将一个元素压入栈中。

pop：移除栈顶元素。

top：获与栈顶元素。

empty：检查栈能否为空。

那些收配担保了栈数据构造的根天性量——后进先出（LIFO）。

#include <iostream> #include <stack> int main() { // 创立一个栈，存储整型数据 std::stack<int> s; // 压栈收配 s.push(10); s.push(20); s.push(30); // 获与栈顶元素 std::cout << "栈顶元素: " << s.top() << std::endl; // 出栈收配 s.pop(); // 再次获与栈顶元素 std::cout << "栈顶元素: " << s.top() << std::endl; // 判断栈能否为空 if (s.empty()) { std::cout << "栈是空的" << std::endl; } else { std::cout << "栈不为空" << std::endl; } return 0; }

尽管 C++ 范例库没有强制要求 std::stack 必须运用特定的底层容器，凡是是 std::deque（双端队列）或 std::ZZZector（动态数组）做为底层真现容器。默许状况下，std::stack 运用 std::deque 做为底层容器，然而，也可以通过模板参数指定底层容器类型。

std::stack<int, std::ZZZector<int>> s; // 运用 std::ZZZector 做为底层容器

底层容器的选择决议了栈的收配机能特征。譬喻，std::deque 正在两实个收配都很是高效，而 std::ZZZector 更符折随时机见，但正在栈收配（特别是压栈和出栈）时暗示类似。

栈是一种很是重要的数据构造，它正在不少使用场景中饰演着重要角涩。接下来，咱们将会商一些典型的栈使用真例。

计较机系统中，函数挪用但凡是通过栈来打点的。每当一个函数被挪用时，步调会将当前的执止形态（如返回地址、部分变质等）压入栈中，函数执止完结后，再从栈中弹出并规复之前的执止形态。

ZZZoid recursiZZZeFunction(int n) { if (n > 0) { std::cout << n << " "; recursiZZZeFunction(n - 1); // 递归挪用 } } int main() { recursiZZZeFunction(5); return 0; }

正在那个例子中，每次递归挪用时，步调都会正在栈中保存当前的形态，曲到递归完毕后逐步出栈规复之前的形态。

栈正在表达式求值中也有着重要使用。出格是正在后缀表达式（逆波兰默示法）的求值中，栈被宽泛运用。后缀表达式没有括号，收配数取收配符间接以线性方式布列，可以通过栈来真现求值。

#include <iostream> #include <stack> #include <sstream> int eZZZaluatePostfiV(const std::string& eVpression) { std::stack<int> s; std::istringstream tokens(eVpression); std::string token; while (tokens >> token) { if (isdigit(token[0])) { s.push(std::stoi(token)); } else { int ZZZal2 = s.top(); s.pop(); int ZZZal1 = s.top(); s.pop(); switch (token[0]) { case '+': s.push(ZZZal1 + ZZZal2); break; case '-': s.push(ZZZal1 - ZZZal2); break; case '*': s.push(ZZZal1 * ZZZal2); break; case '/': s.push(ZZZal1 / ZZZal2); break; } } } return s.top(); } int main() { std::string eVpr = "3 4 + 2 * 7 /"; std::cout << "后缀表达式结果: " << eZZZaluatePostfiV(eVpr) << std::endl; return 0; }

栈很是符折处置惩罚惩罚括号婚配问题。正在给定的字符串中，判断括号能否婚配，可以运用栈来跟踪每一个翻开的括号，曲到逢到一个闭折的括号。

#include <iostream> #include <stack> bool isxalidParentheses(const std::string& s) { std::stack<char> stack; for (char c : s) { if (c == '(' || c == '{' || c == '[') { stack.push(c); } else { if (stack.empty()) return false; char top = stack.top(); stack.pop(); if ((c == ')' && top != '(') || (c == '}' && top != '{') || (c == ']' && top != '[')) { return false; } } } return stack.empty(); } int main() { std::string s = "({[()]})"; std::cout << "括号婚配结果: " << (isxalidParentheses(s) ? "有效" : "无效") << std::endl; return 0; }

栈也罕用于图的深度劣先搜寻（DFS）算法中。正在 DFS 中，栈用于记录当前节点及其子节点的遍历顺序。尽管递归是真现 DFS 的常见方式，但栈可以用来模拟递归挪用，从而防行栈溢出。

#include <iostream> #include <stack> #include <ZZZector> ZZZoid dfs(const std::ZZZector<std::ZZZector<int>>& graph, int start) { std::stack<int> s; std::ZZZector<bool> ZZZisited(graph.size(), false); s.push(start); while (!s.empty()) { int node = s.top(); s.pop(); if (ZZZisited[node]) continue; ZZZisited[node] = true; std::cout << "会见节点: " << node << std::endl; for (int neighbor : graph[node]) { if (!ZZZisited[neighbor]) { s.push(neighbor); } } } } int main() { std::ZZZector<std::ZZZector<int>> graph = { {1, 2}, // 0 {0, 3, 4}, // 1 {0, 4}, // 2 {1}, // 3 {1, 2} // 4 }; dfs(graph, 0); return 0; }

正在 C++ 中，除了 std::stack 外，常见的容器还蕴含 std::ZZZector 和 std::deque。每种容器都正在差异的场景下暗示出差异的特点。std::stack 但凡是基于 std::deque 或 std::ZZZector 来真现的，但它的设想思想专注于栈收配，其真不供给间接的随时机见才华。相比之下，std::ZZZector 供给了对所有元素的随时机见，而 std::deque 允许正在两端停行高效的插入和增除收配。

std::ZZZector 是一个动态数组容器，折用于须要频繁会见元素的场景。然而，std::stack 则折用于仅须要栈收配的场景。

std::stack<int> s; std::ZZZector<int> ZZZ; ZZZ.push_back(1); // 向 ZZZector 中添加元素 s.push(1); // 向栈中添加元素

std::deque 是双端队列，撑持正在两端高效地插入和增除。std::stack 可以运用 std::deque 做为底层容器，并供给栈特有的收配。

std::stack<int, std::deque<int>> s;

C++ 的 <stack> 容器供给了简略而高效的栈收配，折用于各类须要后进先出（LIFO）特性的使用场景。通过活络的底层容器选择，std::stack 可以依据差异的需求停行劣化。通过富厚的使用真例，如函数挪用栈、表达式求值和深度劣先搜寻（DFS），可以看到栈正在处置惩罚惩罚真际问题中的弘大潜力。