【C++】STL--从零实现stack栈和queue队列的所有关键操作
·
stack是以deque为底层容器的容器适配器的一个对象,所以stack的相关接口都可以使用底层容器的,换句话说stack封装了deque。
所以服用deque来实现stack的接口的话就比较简单了:
代码语言:javascript
AI代码解释
#include <iostream>
#include <deque>
using namespace std;
namespace stk
{
//stack
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()
{
return _con.size();
}
bool empty()
{
return _con.empty();
}
private:
Container _con;
};
2. queue
2.1. queue的介绍 queue官方文档
- 队列是一种容器适配器,专门用于先进先出的上下问环境中,其中从元素一端插入插入元素,另一端提取元素
- 与stack一样,queue也是一个封装了底层容器的容器适配器的一个对象
- 底层容器可以是标准类容器模版之一,该底层容器应该包含下面操作:
- 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
- 默认情况下,如果没有指定底层容器,则会使用标准容器deque
2.2. queue使用及其模拟实现
|
函数声明 |
接口说明 |
|---|---|
|
queue() |
构造空的队列 |
|
empty() |
检测队列是否为空,是返回 true ,否则返回 false |
|
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() |
在队尾将元素 val 入队列 |
|
pop() |
将队头元素出队列 |
2.2.1. queue()
与stack一样,会自动调用析构函数和构造函数:

2.2.2. 其他接口
queue与stack和逻辑不一样的地方就在于,队首删除,队尾插入:
代码语言:javascript
AI代码解释
namespace stk
{
//stack
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()
{
return _con.size();
}
bool empty()
{
return _con.empty();
}
private:
Container _con;
};
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()
{
return _con.front();
}
const T& back()
{
return _con.back();
}
size_t size()
{
return _con.size();
}
bool empty()
{
return _con.empty();
}
private:
Container _con;
};
}
3. 测试
代码语言:javascript
AI代码解释
using namespace stk;
using namespace std;
void test_stack() {
cout << "============ Testing Stack ============" << endl;
// 测试默认容器(deque)
stack<int> s1;
cout << "Stack with default container (deque):" << endl;
// 测试push和size
s1.push(10);
s1.push(20);
s1.push(30);
cout << "Size after pushing 3 elements: " << s1.size() << endl;
cout << "Top element: " << s1.top() << endl;
// 测试pop
s1.pop();
cout << "Top after pop: " << s1.top() << endl;
cout << "Size after pop: " << s1.size() << endl;
// 测试empty
cout << "Is empty? " << (s1.empty() ? "Yes" : "No") << endl;
// 清空栈
s1.pop();
s1.pop();
cout << "Is empty after popping all? " << (s1.empty() ? "Yes" : "No") << endl;
cout << endl;
// 测试vector作为底层容器
stack<int, vector<int>> s2;
cout << "Stack with vector container:" << endl;
s2.push(100);
s2.push(200);
cout << "Top: " << s2.top() << endl;
cout << "Size: " << s2.size() << endl;
cout << endl;
}
void test_queue() {
cout << "============ Testing Queue ============" << endl;
// 测试默认容器(deque)
queue<int> q1;
cout << "Queue with default container (deque):" << endl;
// 测试push
q1.push(10);
q1.push(20);
q1.push(30);
cout << "Size after pushing 3 elements: " << q1.size() << endl;
cout << "Front element: " << q1.front() << endl;
cout << "Back element: " << q1.back() << endl;
// 测试pop
q1.pop();
cout << "Front after pop: " << q1.front() << endl;
cout << "Back after pop: " << q1.back() << endl;
cout << "Size after pop: " << q1.size() << endl;
// 测试empty
cout << "Is empty? " << (q1.empty() ? "Yes" : "No") << endl;
// 清空队列
q1.pop();
q1.pop();
cout << "Is empty after popping all? " << (q1.empty() ? "Yes" : "No") << endl;
cout << endl;
// 测试list作为底层容器
queue<int, list<int>> q2;
cout << "Queue with list container:" << endl;
q2.push(100);
q2.push(200);
q2.push(300);
cout << "Front: " << q2.front() << endl;
cout << "Back: " << q2.back() << endl;
cout << "Size: " << q2.size() << endl;
cout << endl;
}
void test_edge_cases() {
cout << "============ Testing Edge Cases ============" << endl;
// 测试空栈/队列的操作
stack<int> s;
queue<int> q;
cout << "Empty stack size: " << s.size() << endl;
cout << "Empty queue size: " << q.size() << endl;
cout << "Is stack empty? " << (s.empty() ? "Yes" : "No") << endl;
cout << "Is queue empty? " << (q.empty() ? "Yes" : "No") << endl;
cout << endl;
// 测试字符串类型
stack<string> str_stack;
str_stack.push("Hello");
str_stack.push("World");
cout << "String stack top: " << str_stack.top() << endl;
queue<string> str_queue;
str_queue.push("First");
str_queue.push("Second");
cout << "String queue front: " << str_queue.front() << endl;
cout << "String queue back: " << str_queue.back() << endl;
}
int main() {
cout << "Testing STK Container Adapters Implementation" << endl;
cout << "=============================================" << endl << endl;
test_stack();
test_queue();
test_edge_cases();
cout << "============ All Tests Completed ============" << endl;
return 0;
}
运行结果:


(本篇完)
AtomGit 是由开放原子开源基金会联合 CSDN 等生态伙伴共同推出的新一代开源与人工智能协作平台。平台坚持“开放、中立、公益”的理念,把代码托管、模型共享、数据集托管、智能体开发体验和算力服务整合在一起,为开发者提供从开发、训练到部署的一站式体验。
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