c++的STL（7） -- stack

stack容器概述

• stack容器其实是实现了一种和栈相同结构的容器。  

如图，栈这种结构有两端: 栈底和栈顶。  特殊之处在于，这种结构，我们对数据的操作(删除数据，修改数据，查询数据，添加数据)只能在一端进行(栈顶)。是一种后进先出的结构。--  要想读取栈中存储的元素，只能从栈顶读取。

例如:  当我们添加数据的时候，只能从栈顶的位置添加数据。而我们删除数据的时候也只能从栈顶的位置删除。

stack容器的实现 

stack也是一个模板类:

template <class _Ty, class _Container = deque<_Ty>>  class stack {}

上面就是其模板的类型参数，很明显，它接受两个参数，一个是其存储数据的类型，一个则是一个容器类型。 

为什么要接受一个容器类型呢? 

因为stack容器其实是在我们之前学习的vector，deque，list容器的基础上，实现了其它的功能，其内部存储数据还是使用这三个容器(其内部定义了容器的对象)。

为什么要这么做呢?

因为，我们之前学习过的容器功能已经很强大了，但是在某些场景下它们的功能可能并不适用，但是重新开发新的容器也并不高效。

所以我们可以根据我们已有的容器，通过相应的封装和组合，实现对应的功能。

stack就是这样的一个容器，它在vector，deque，list这三个容器的基础之上进行了封装，实现了符合栈结构的容器。(基于这种原理，我们也可以实现我们自己的容器)  --  对于stack而言这三个容器为基础容器。

stack中的函数 

注意: 我们前面说到，理论上stack可以使用vector，list，deque三个容器存储数据，但是具体情况还需要根据stack所要实现的功能来定。(就是看实现stack所需要的功能时用到的函数容器支不支持)

对与stack，只要容器支持 empty()、size()、back()、push_back()、pop_back() 这 5 个成员函数就可以作为stack第二个模板类型参数。   --   因为stack是一个先进后出的结构，访问元素只能访问栈顶位置的元素。

1. 创建stack对象 

 创建一个不包含任何参数的对象

stack<int> s1;   // 创建了一个存储int数据的stack对象， 如果我们不传入第二个类型参数，那么默认使用deque作为stack的 基础容器。

指定stack容器的基础容器 

我们可以通过类型参数的第二个参数指定stack的基础容器，但是只能使用vector，list，deque这三个容器中的一个。

stack<int,list<int>>  s1;   // 创建s1，我们指定了list容器作为stack容器的基础容器。

注意:  除去默认情况(使用deque容器为默认情况)，我们要使用其它容器作为stack容器的基础容器，需要导入对应容器的头文件。

还有，虽然我们可以指定基础容器，但是默认的基础容器的效率是最高的。

比如:   使用list为基础容器，需要导入list头文件

#include <list> 

#inlcude <stack> 

stack<int,list<int>> s1; 

使用基础容器初始化stack容器。 

注意: 使用基础容器初始化stack容器，必须保证使用的基础容器和stack内部的基础容器是相同的。

deque<int> d1{ 1,2,3,4,5 };

// 使用别的容器初始化
stack<int> s1(d1);   // 使用deque容器的数据初始化stack，此时stack的基础容器应该为deque(也就是默认情况)。

vector<int> v1{ 1,2,3,4,5 };

// 使用别的容器初始化
stack<int,vector<int>> s1(v1);  // 使用vector容器的数据初始化stack，此时stack的容器应该为vector。 

使用别的stack容器给stack初始化 

    vector<int> v1{ 1,2,3,4,5 };
    // 使用别的容器初始化
    stack<int,vector<int>> s1(v1);

    stack<int, vector<int>> s2(s1);   // 方式1:  使用s1初始化s2
    stack<int, vector<int>> s3 = s1; // 方式2:   使用s1初始化s3

2.  stack容器的函数

• top()函数  --  无需参数

用于获取栈顶元素，函数内部其实是调用了基础容器的back()函数 -- 返回容器的最后的元素。  // 因为栈顶位置的元素是后进去的，对于基础容器而言就是容器最后的元素(可以通过back()函数获得)。

• push(elem)函数

用于压栈(就是往栈里面写数据)，将数据压入栈中，函数内部其实是调用了基础容器的push_back()函数，将元素添加到基础容器的尾部。(因为栈是从栈顶元素添加数据，就相当于基础容器在尾部添加元素)

因为底层是push_back()所以其添加元素的形式，也是先拷贝数据，然后再将数据放到对应的位置上。

• pop()函数  --  无需参数

用于出栈(就是从栈里面删除数据)，函数内部其实是调用了基础容器的pop_back()函数，将元素从基础容器的尾部删除掉。(因为栈是从栈顶元素删除数据，就相当于基础容器在尾部删除元素)

• 其余函数

其余函数和上面函数是一样的，都是通过调用内部基础容器的相应函数来实现功能，但是其用法和基础容器对应函数的用法是一样的，所以就不再说明了。

3. stack没有迭代器 

stack容器是没有迭代器的，我们使用迭代器的目的就是遍历容器中的数据，方便我们对当中的元素进行访问和操作，通过迭代器，可以访问到任意位置的元素。

但是stack是栈，其需求是只能从栈顶查询元素，只能从栈顶删除和插入元素， 可以看出栈我们只能从栈顶操作数据，我们使用相应的函数就可以实现，并不需要使用迭代器。

因为stack结构的原因，我们只能在栈顶添加和删除元素，而且只能访问栈顶元素，如果想要访问其它的元素，就要将其后面的元素一一出栈(栈顶)，让其变成栈顶元素，这样我们才能访问到。 --  而使用迭代器，可以直接访问任意位置的元素，就会破坏这种结构。