C++ STL stack容器使用详解

一、stack容器概述

stack容器适配器是C++标准模板库(STL)中实现后进先出(LIFO)数据结构的重要组件，它通过封装底层容器（如deque/vector/list）提供栈操作接口。

二、stack核心操作详解

1. 容器构造方式

// 默认使用deque存储元素
stack<int> staInt;  // 显式指定底层容器
stack<int, vector<int>> vecStack;
stack<int, list<int>> listStack;
stack<int, deque<int>> dequeStack;

• deque：默认底层容器，支持快速首尾操作
• vector：需要包含头文件<vector>
• list：需要包含头文件<list>

2. 元素操作函数

staInt.push(1);  // 压栈操作
staInt.push(2);
staInt.pop();    // 弹出栈顶元素（需保证栈非空）
staInt.push(3);

3. 栈顶访问与修改

int& iTop = staInt.top();  // 获取栈顶的引用
iTop = 66;                // 通过引用直接修改栈顶值
staInt.top() = 88;        // 直接修改栈顶元素

4. 容器状态查询

cout << "栈大小: " << staInt.size() << endl;
cout << "是否为空: " << boolalpha << staInt.empty() << endl;

5. 栈遍历与清空

while (!staInt.empty()) {cout << staInt.top() << " ";staInt.pop();  // 必须弹出才能访问下层元素
}

三、关键特性解析

1. 底层容器选择：

   • vector：动态数组实现，push/pop需要O(1)摊销时间
   • list：链表实现，所有操作保证O(1)时间复杂度
   • deque（默认）：分块数组实现，综合性能最优

2. 元素访问特性：

   • top()返回引用，可直接修改栈顶元素
   • 修改栈顶元素不会改变栈的结构特性

3. 安全操作规范：

   • 调用pop()前必须确保栈非空
   • 使用empty()判断替代size() == 0更高效

四、典型应用场景

1. 函数调用栈模拟
2. 括号匹配验证
3. 表达式求值（逆波兰式）
4. 撤销操作实现

五、完整代码回顾

#include <iostream>
#include <vector>
#include <stack>
#include <list>
#include <deque>using namespace std;int main(void) {// stack对象的默认构造// stack<int> staInt;    // 默认使用deque存储元素// stack<int, vector<int>> staInt;// stack<int, list<int>> staInt;stack<int, deque<int>> staInt;// stack的push()与pop()方法staInt.push(1);staInt.push(2);// staInt.pop();staInt.push(3);// int iTop = staInt.top();int& iTop = staInt.top();iTop = 66;cout << "staInt.top: " << staInt.top() << endl;staInt.top() = 88;cout << "staInt.size: " << staInt.size() << endl;cout << "staInt.top: " << staInt.top() << endl;while (!staInt.empty()) {cout << staInt.top() << " ";staInt.pop(); // 栈顶的元素出栈}cout << endl;system("pause");return 0;
}

六、代码执行流程

1. 使用deque作为底层容器构造栈
2. 依次压入1、2、3（注释掉了pop操作）
3. 演示通过引用修改栈顶元素
4. 输出修改后的栈顶值
5. 遍历并清空栈

输出结果：

staInt.top: 66
staInt.size: 3
staInt.top: 88
88 2 1 

七、注意事项

1. 空栈操作防护：执行top()或pop()前必须检查empty()
2. 元素生命周期：存储对象时注意引用有效性
3. 容器选择原则：根据操作频率选择最优底层容器
4. 异常安全：修改栈顶元素时需考虑可能引发的异常