C++入門：STL——queue、priority_queue、deque、stack

一、queue

queue(隊列)是一種先進先出的數據結構，也就是FIFO(first in first out) ，最先加入隊列的元素將最先被取出來。

二、queue的常用函數

• q.push(元素):將元素添加到隊尾
• q.pop()：刪除隊頂元素，類型爲void，但並不返回被刪除的元素
• q.size()：返回隊列中的元素數量
• q.empty()：判斷隊列是否爲空，返回true或false
• q.front()：返回對隊列首“元素”的可變引用
• q.back()：返回到隊尾元素的一個可變引用
• q1==q2：若成立，表明q1中的每個元素都等於q2的對應元素，返回true或是false
• 沒有迭代器

#include <cstdlib>
#include <iostream>
#include <queue>
using namespace std;
int main()
{
    int e,n,m;
    queue<int> q;
    for(int i=0;i<10;i++)
		q.push(i);
	if(!q.empty())
		cout<<"隊列非空!\n";
	n=q.size();
	cout<<"隊列有"<<n<<"個元素"<<endl;
	m=q.back();
	cout<<"隊尾元素是："<<m<<endl;
	for(int j=0;j<n;j++)
	{
		e=q.front();
		cout<<e<<" ";
		q.pop();
	}
	cout<<endl;
	if(q.empty())
		cout<<"隊列空!\n";
	else
		cout<<"隊列非空!\n";
	return 0;
}
	

三、priority_queue

priority_queue(優先隊列)與隊列一樣，只能從隊尾插入元素，從隊首刪除元素。但是它有一個特性，就是隊列中最大的元素總是位於隊首，所以出隊時，並非按照先進先出的原則進行，而是將當前隊列中最大的元素出隊。這點類似於給隊列裏的元素進行了由大到小的順序排序。元素的比較規則默認按元素值由大到小排序，可以重載“<”操作符來重新定義比較規則。

四、priority_queue的常用函數

• pq.push(元素):將元素添加到隊尾
• pq.pop()：刪除隊頂元素，類型爲void，但並不返回被刪除的元素
• pq.size()：返回隊列中的元素數量
• pq.empty()：判斷隊列是否爲空，返回true或false
• pq.top()：返回對隊列首“元素”的可變引用
• 沒有迭代器

#include<stdio.h>
#include<functional>
#include<queue>
#include<vector>
using namespace std;
//定義結構，使用運算符重載,自定義優先級1
struct cmp1{
    bool operator ()(int &a,int &b){
        return a>b;//最小值優先
    }
};
struct cmp2{
    bool operator ()(int &a,int &b){
        return a<b;//最大值優先
    }
};
//定義結構，使用運算符重載,自定義優先級2
struct number1{
    int x;
    bool operator < (const number1 &a) const {
        return x>a.x;//最小值優先
    }
};
struct number2{
    int x;
    bool operator < (const number2 &a) const {
        return x<a.x;//最大值優先
    }
};
int a[]={14,10,56,7,83,22,36,91,3,47,72,0};
number1 num1[]={14,10,56,7,83,22,36,91,3,47,72,0};
number2 num2[]={14,10,56,7,83,22,36,91,3,47,72,0};

int main()
{   priority_queue<int>que;//採用默認優先級構造隊列，按照元素從大到小的順序出隊

    priority_queue<int,vector<int>,cmp1>que1;//按照cmp1最小值優先
    priority_queue<int,vector<int>,cmp2>que2;//按照cmp2最大值優先

    priority_queue<int,vector<int>,greater<int> >que3;//注意“>>”會被認爲錯誤，
                                                      //這是右移運算符，所以這裏用空格號隔開
    priority_queue<int,vector<int>,less<int> >que4;////最大值優先

    priority_queue<number1>que5;
    priority_queue<number2>que6;

    int i;
    for(i=0;a[i];i++){
        que.push(a[i]);
        que1.push(a[i]);
        que2.push(a[i]);
        que3.push(a[i]);
        que4.push(a[i]);
    }
    for(i=0;num1[i].x;i++)
        que5.push(num1[i]);
    for(i=0;num2[i].x;i++)
        que6.push(num2[i]);

    printf("採用默認優先關係:\n(priority_queue<int>que;)\n");
    printf("Queue 0:\n");
    while(!que.empty()){
        printf("%3d",que.top());
        que.pop();
    }
    puts("");
    puts("");

    printf("採用結構體自定義優先級方式一:\n(priority_queue<int,vector<int>,cmp>que;)\n");
    printf("Queue 1:\n");
    while(!que1.empty()){
        printf("%3d",que1.top());
        que1.pop();
    }
    puts("");
    printf("Queue 2:\n");
    while(!que2.empty()){
        printf("%3d",que2.top());
        que2.pop();
    }
    puts("");
    puts("");
    printf("採用頭文件\"functional\"內定義優先級:\n(priority_queue<int,vector<int>,greater<int>/less<int> >que;)\n");
    printf("Queue 3:\n");
    while(!que3.empty()){
        printf("%3d",que3.top());
        que3.pop();
    }
    puts("");
    printf("Queue 4:\n");
    while(!que4.empty()){
        printf("%3d",que4.top());
        que4.pop();
    }
    puts("");
    puts("");
    printf("採用結構體自定義優先級方式二:\n(priority_queue<number>que)\n");
    printf("Queue 5:\n");
    while(!que5.empty()){
        printf("%3d",que5.top());
        que5.pop();
    }
    puts("");
    printf("Queue 6:\n");
    while(!que6.empty()){
        printf("%3d",que6.top());
        que6.pop();
    }
    puts("");
    return 0;
}

五、deque

Deque（雙端隊列）是一種具有隊列和棧的性質的數據結構。雙端隊列的元素可以從兩端彈出，其限定插入和刪除操作在表的兩端進行。

六、deque的常用函數

• ideq.push_front( x):雙端隊列頭部增加一個元素X
• ideq.push_back(x):雙端隊列尾部增加一個元素x
• ideq.pop_front():刪除雙端隊列中最前一個元素
• ideq.pop_back():刪除雙端隊列中最後一個元素
• ideq.clear():清空雙端隊列中元素
• ideq.empty() :向量是否爲空，若true,則向量中無元素
• ideq.size():返回向量中元素的個數

#include <deque>
#include <cstdio>
#include <algorithm>
using namespace std;
int main()
{
    deque<int> ideq(20); //Create a deque ideq with 20 elements of default value 0
    deque<int>::iterator pos;
    int i;

    //使用assign()賦值  assign在計算機中就是賦值的意思
    for (i = 0; i < 20; ++i)
        ideq[i] = i;

    //輸出deque
    printf("輸出deque中數據:\n");
    for (i = 0; i < 20; ++i)
        printf("%d ", ideq[i]);
    putchar('\n');

    //在頭尾加入新數據
    printf("\n在頭尾加入新數據...\n");
    ideq.push_back(100);
    ideq.push_front(i);

    //輸出deque
    printf("\n輸出deque中數據:\n");
    for (pos = ideq.begin(); pos != ideq.end(); pos++)
        printf("%d ", *pos);
    putchar('\n');

    //查找
    const int FINDNUMBER = 19;
    printf("\n查找%d\n", FINDNUMBER);
    pos = find(ideq.begin(), ideq.end(), FINDNUMBER);
    if (pos != ideq.end())
        printf("find %d success\n", *pos);
    else
        printf("find failed\n");

    //在頭尾刪除數據
    printf("\n在頭尾刪除數據...\n");
    ideq.pop_back();
    ideq.pop_front();

    //輸出deque
    printf("\n輸出deque中數據:\n");
    for (pos = ideq.begin(); pos != ideq.end(); pos++)
        printf("%d ", *pos);
    putchar('\n');
    return 0;
}

七、stack

Stack(棧)是一種後進先出的數據結構，也就是LIFO(last in first out) ，最後加入棧的元素將最先被取出來，在棧的同一端進行數據的插入與取出，這一段叫做“棧頂”。

八、stack的常用函數

• s.push(元素)：在棧頂增加元素
• s.pop()：移除棧頂元素 
• s.size()：返回棧中元素數目
• s.empty()：堆棧爲空則返回真
• s.top()：返回棧頂元素，不刪除（獲取）
• s1==s2：若成立，表明s1中的每個元素都等於s2的對應元素，返回true或是false
• 沒有迭代器

#include<iostream>  
#include<stack>  
using namespace std;  
int main(void)  
{  
    stack<double>s;//定義一個棧  
    for(int i=0;i<10;i++)  
        s.push(i);  
    while(!s.empty())  
    {  
        printf("%lf\n",s.top());  
        s.pop();  
    }  
    cout<<"棧內的元素的個數爲："<<s.size()<<endl;  
    return 0;  
}