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C++/stack_queue

news 来源：原创 2025/5/16 22:05:25

1.stack

1.1stack的介绍

1.2stack的使用

练习题：

1.3stack的模拟实现

2.queue的介绍和使用

2.1queue的介绍

2.2queue的使用

2.3queue的模拟实现

3.priority_queue的介绍和使用

3.1priority_queue的介绍

3.2priority_queue的使用

欢迎

1.stack

1.1stack的介绍

cplusplus.com/reference/stack/stack/?kw=stack

1.2stack的使用

接口	说明
stack()	构造空的栈
empty()	检测stack是否为空
size()	返回stack中元素的个数
top()	返回栈顶元素的引用
push()	将元素val压入stack中
pop()	将stack中尾部的元素弹出

练习题：

155. 最小栈 - 力扣（LeetCode）

class MinStack {
public:MinStack() {}void push(int val) {_st.push(val);if(_minst.empty() || val<=_minst.top())//比较，如果小于当前最小值，则插入_minst中_minst.push(val);}void pop() {if(_st.top() == _minst.top())//如果相等，两个栈一起删除该数据_minst.pop();_st.pop();}int top() {return _st.top();}int getMin() {return _minst.top();//返回最小栈的栈顶数据，即最小元素}
private:stack<int> _st;stack<int> _minst;//辅助栈（最小栈）：将当前val与栈顶数据比较，将最小值入栈，即记录当前最小值
};

栈的压入、弹出序列_牛客题霸_牛客网

class Solution {
public:/*** 代码中的类名、方法名、参数名已经指定，请勿修改，直接返回方法规定的值即可*** @param pushV int整型vector* @param popV int整型vector* @return bool布尔型*/bool IsPopOrder(vector<int>& pushV, vector<int>& popV) {// write code heresize_t pushi = 0, popi = 0;stack<int> st;while (pushi < popV.size()){st.push(pushV[pushi++]);//1.先入栈pushi位置的数据while (!st.empty() && popV[popi] == st.top())//栈顶数据跟popi位置序列数据比较，如果匹配则出栈，popi++//如果不匹配继续入栈{popi++;st.pop();}}return st.empty();//如果匹配则栈为空，不匹配栈不为空}
};

150. 逆波兰表达式求值 - 力扣（LeetCode）

#include <vector>
#include <stack>
#include <string>class Solution {
public:// 定义函数 evalRPN，接收一个存储字符串的向量 tokens 作为参数，返回逆波兰表达式的计算结果int evalRPN(vector<string>& tokens) {// 创建一个整数类型的栈 s，用于存储操作数stack<int> s;// 使用范围 for 循环遍历 tokens 向量中的每个字符串元素，str 是对当前元素的引用for(auto& str : tokens) {// 检查当前字符串是否为运算符（+、-、*、/）if("+" == str || "-" == str || "*" == str || "/" == str) {// 若为运算符，从栈中弹出栈顶元素作为右操作数int right = s.top();s.pop();// 再次从栈中弹出栈顶元素作为左操作数int left = s.top();s.pop();// 根据运算符进行相应的运算switch(str[0]) {// 若运算符为 +，将左操作数和右操作数相加，结果压入栈中case '+':s.push(left + right);break;// 若运算符为 -，用左操作数减去右操作数，结果压入栈中case '-':s.push(left - right);break;// 若运算符为 *，将左操作数和右操作数相乘，结果压入栈中case '*':s.push(left * right);break;// 若运算符为 /，用左操作数除以右操作数，结果压入栈中case '/':s.push(left / right);break;}} else {// 若当前字符串不是运算符，则将其转换为整数并压入栈中s.push(stoi(str));}}// 遍历结束后，栈中仅剩下一个元素，即逆波兰表达式的最终计算结果，将其返回return s.top();}
};

1.3stack的模拟实现

从栈的接口中可以看出，栈实际是一种特殊的vector，因此使用vector完全可以模拟实现stack

#pragma once//stack<int, vector<int>>s1;
//stack<int, list<int>>s1;
#include<vector>
#include<list>namespace pzn
{template<class T, class Container = deque<T>>class stack{public:void push(const T& x){_con.push_back(x);}void pop(){_con.pop_back();}const T& top(){return _con.back();}size_t size() const{return _con.size();}bool empty() const{return _con.empty();}private:Container _con;};}

2.queue的介绍和使用

2.1queue的介绍

1. 队列是一种容器适配器，专门用于在 FIFO 上下文 ( 先进先出 ) 中操作，其中从容器一端插入元素，另一端提取元素。

2. 队列作为容器适配器实现，容器适配器即将特定容器类封装作为其底层容器类， queue 提供

一组特定的成员函数来访问其元素。元素从队尾入队列，从队头出队列。

3. 底层容器可以是标准容器类模板之一，也可以是其他专门设计的容器类。该底层容器应至少

支持以下操作 :

empty ：检测队列是否为空

size ：返回队列中有效元素的个数

front ：返回队头元素的引用

back ：返回队尾元素的引用

push_back ：在队列尾部入队列

pop_front ：在队列头部出队列

4. 标准容器类 deque 和 list 满足了这些要求。默认情况下，如果没有为 queue 实例化指定容器

类，则使用标准容器 deque

cplusplus.com/reference/queue/queue/

2.2queue的使用

接口	说明
queue()	构造空的队列
empty()	检测队列
size()	返回队列自己中有效元素的个数
front()	返回对头元素的引用
back()	返回队尾元素的引用
push()	在队尾将元素val入队列
pop()	将队头元素出队列

2.3queue的模拟实现

因为 queue 的接口中存在头删和尾插，因此使用 vector 来封装效率太低，故可以借助 list 来模拟实

现 queue ，具体如下：

#pragma once#include<vector>
#include<list>namespace pzn
{template<class T,class Container=deque<T>>class queue{public:void push(const T& x){_con.push_back(x);}void pop(){_con.pop_front();}const T& front() const{return _con.front();}const T& back(){return _con.back();}size_t size() const{return _con.size();}bool empty() const{return _con.empty();}private:Container _con;};
}

3.priority_queue的介绍和使用

3.1priority_queue的介绍

cplusplus.com/reference/queue/priority_queue/

1. 优先队列是一种容器适配器，根据严格的弱排序标准，它的第一个元素总是它所包含的元素中最大的。（就是堆）

2. 在堆中可以随时插入元素，并且只能检索最大堆元素 ( 优先队列中位于顶部的元素) 。

3. 优先队列被实现为容器适配器，容器适配器即将特定容器类封装作为其底层容器类， queue提供一组特定的成员函数来访问其元素。元素从特定容器的“ 尾部 ” 弹出，其称为优先队列的顶部。

4. 底层容器可以是任何标准容器类模板，也可以是其他特定设计的容器类。容器应该可以通过随机访问迭代器访问，并支持以下操作：

empty() ：检测容器是否为空

size() ：返回容器中有效元素个数

front() ：返回容器中第一个元素的引用

push_back() ：在容器尾部插入元素

pop_back() ：删除容器尾部元素

5. 标准容器类 vector 和 deque 满足这些需求。默认情况下，如果没有为特定的 priority_queue

类实例化指定容器类，则使用 vector 。

6. 需要支持随机访问迭代器，以便始终在内部保持堆结构。容器适配器通过在需要时自动调用算法函数make_heap 、 push_heap 和 pop_heap 来自动完成此操作。

3.2priority_queue的使用

优先级队列默认使用 vector 作为其底层存储数据的容器，在 vector 上又使用了堆算法将 vector 中

元素构造成堆的结构，因此 priority_queue 就是堆，所有需要用到堆的位置，都可以考虑使用

priority_queue 。注意：默认情况下 priority_queue 是大堆 。

接口	说明
priority_queue()	构造一个空的优先队列
empty()	检测优先队列是否为空，是返回true，否则返回false
top()	返回优先级队列中最大值，即堆顶元素
push(x)	在优先级队列中插入元素x
pop()	删除优先级队列中最大(最小)元素，即堆顶元素

【注意】

1.默认情况下，priority_queue是大堆

#include <vector>
#include <queue>
#include <functional> // greater算法的头文件
void TestPriorityQueue()
{
// 默认情况下，创建的是大堆，其底层按照小于号比较
vector<int> v{3,2,7,6,0,4,1,9,8,5};
priority_queue<int> q1;
for (auto& e : v)
q1.push(e);
cout << q1.top() << endl;
// 如果要创建小堆，将第三个模板参数换成greater比较方式
priority_queue<int, vector<int>, greater<int>> q2(v.begin(), v.end());
cout << q2.top() << endl;
}

2.如果在priority_queue中放自定义类型的数据，用户需要在自定义类型中提供> 或者< 的重

载。

class Date
{
public:
Date(int year = 1900, int month = 1, int day = 1): _year(year)
, _month(month)
, _day(day)
{}
bool operator<(const Date& d)const
{
return (_year < d._year) ||
(_year == d._year && _month < d._month) ||
(_year == d._year && _month == d._month && _day < d._day);
}
bool operator>(const Date& d)const
{
return (_year > d._year) ||
(_year == d._year && _month > d._month) ||
(_year == d._year && _month == d._month && _day > d._day);
}
friend ostream& operator<<(ostream& _cout, const Date& d)
{
_cout << d._year << "-" << d._month << "-" << d._day;
return _cout;
}
private:
int _year;
int _month;
int _day;
};
void TestPriorityQueue()
{
// 大堆，需要用户在自定义类型中提供<的重载
priority_queue<Date> q1;
q1.push(Date(2018, 10, 29));
q1.push(Date(2018, 10, 28));
q1.push(Date(2018, 10, 30));
cout << q1.top() << endl;
// 如果要创建小堆，需要用户提供>的重载
priority_queue<Date, vector<Date>, greater<Date>> q2;
q2.push(Date(2018, 10, 29));
q2.push(Date(2018, 10, 28));
q2.push(Date(2018, 10, 30));
cout << q2.top() << endl;
}

练习题：

215. 数组中的第K个最大元素 - 力扣（LeetCode）

class Solution {
public:int findKthLargest(vector<int>& nums, int k) {//将数组中的元素先放入优先级队列中priority_queue<int> p(nums.begin(),nums.end());//将优先级队列中前k-1个元素删除掉for(int i=0;i<k-1;++i){p.pop();}return p.top();}
};

再见

C++/stack_queue

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二叉树-堆 1.二叉树的基本特性2.堆2.1.堆的基本概念2.2.堆的实现2.2.1.基本结构2.2.2.堆的初始化2.2.3.堆的销毁2.2.4.堆的插入2.2.5.取出堆顶的数据2.2.6.堆的删除2.2.7.堆的判空2.2.8.堆的数据个数2.2.9.交换2.2.10.打印堆数据2.2.11.堆的创建2.2.12.堆排序2.2.13.完整代码 3…...

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Ikigai是什么

Ikigai（生き甲斐） 是一个日语词语，意思是“生活的意义”或“生命的价值所在”。它是一种关于人生意义的哲学概念，源自日本文化，强调通过找到自己热爱、擅长、社会需要以及能带来经济回报的交集来实现幸福和满足感。 I…...

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基于PyQt设计的智能停车管理系统

文章目录一、前言1.1 项目介绍【1】项目开发背景【2】设计实现的功能【3】设计意义【4】国内外研究现状【6】摘要1.2 设计思路1.3 系统功能总结1.4 开发工具的选择【1】VSCODE【2】python【3】ptqt【4】HyperLPR31.5 参考文献二、安装Python环境1.1 环境介绍**1.2 Python版本介…...

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Flink (十二) ：Table API SQL (一) 概览

Apache Flink 有两种关系型 API 来做流批统一处理：Table API 和 SQL。Table API 是用于 Scala 和 Java 语言的查询API，它可以用一种非常直观的方式来组合使用选取、过滤、join 等关系型算子。Flink SQL 是基于 Apache Calcite 来实现的标准 SQL。无论输入…...

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MySQL知识点总结（十三）

执行逻辑备份要具备哪些条件，其优缺点在哪。逻辑备份是温备，创建逻辑备份文件时，MySQL服务器必须处于运行状态，其他应用程序在逻辑备份期间不能修改但可以执行读取操作。逻辑备份会把表结构和数据转换为SQL语句保存。逻辑备份…...

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记录 | MaxKB创建本地AI智能问答系统

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Linux 非阻塞IO 1. fcntl() 在Linux操作系统中，fcntl() 是一个用于操作文件描述符的系统调用。它提供了多种功能，包括控制文件描述符的属性、管理文件锁定、设置文件的非阻塞模式等。本文只截取了用于IO模型的 fcntl() 部分内容， fcntl() …...

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编程日记 2025/5/16 21:28:03

week08_文本匹配任务

1、文本匹配任务概述狭义： 给定一组文本，判断其是否语义相似今天天气不错 match 今儿个天不错呀 √ 今天天气不错 match 你的代码有bug 以分值形式给出相似度今天天气不错 match 今儿个天不错呀 0.9 今天天气不错 match…...

编程日记 2025/5/13 11:08:52

01-01 五元组

[外链图片转存中…(img-8JR8fhPZ-1737855365022)] 01-01 五元组网络中的五元组（5-Tuple） 是用于唯一标识一个网络连接或数据流的五个关键参数组合。这五个参数共同定义了数据包的来源、目的地以及传输方式，是网络设备（如防火墙…...

编程日记 2025/5/15 12:46:42

5.2 软件需求分析

文章目录需求分析的意义软件需求的组成需求分析的5个方面需求分析方法需求分析的意义需求分析解决软件“做什么”的问题。由于开发人员比较熟悉计算机而不熟悉领域业务，用户比较熟悉领域业务而不熟悉计算机，双方需要通过交流，制定出完整、…...

编程日记 2025/5/15 17:36:18

OpenCV：在图像中添加噪声（瑞利、伽马、脉冲、泊松）

目录简述 1. 瑞利噪声 2. 伽马噪声 3. 脉冲噪声 4. 泊松噪声总结相关阅读 OpenCV：在图像中添加高斯噪声、胡椒噪声-CSDN博客 OpenCV：高通滤波之索贝尔、沙尔和拉普拉斯-CSDN博客 OpenCV：图像处理中的低通滤波-CSDN博客 OpenCV&…...

编程日记 2025/5/13 2:00:58

进程池的制作（linux进程间通信，匿名管道... ...）

目录一、进程间通信的理解 1.为什么进程间要通信 2.如何进行通信二、匿名管道 1.管道的理解 2.匿名管道的使用 3.管道的五种特性 4.管道的四种通信情况 5.管道缓冲区容量三、进程池 1.进程池的理解 2.进程池的制作四、源码 1.ProcessPool.hpp 2.Task.hpp 3…...

编程日记 2025/5/14 18:00:30