在C++的世界里，标准模板库(STL)无疑是一颗璀璨的明珠，它不仅极大地丰富了C++的生态系统，更为开发者提供了强大的工具箱。其中，stack和queue作为两种基础而重要的数据结构，扮演着不可或缺的角色。本文将深入剖析这两个容器适配器，通过丰富的代码示例，带你领略它们的功能与内部机制。

📚 什么是Stack与Queue？

Stack（栈）

栈是一种后进先出（LIFO, Last In First Out）的数据结构。想象一下，你有一叠盘子，你只能在最上面放置或者拿走盘子。这就形象地描述了栈的行为。

Queue（队列）

队列则是一种先进先出（FIFO, First In First Out）的数据结构，类似于排队等待服务的人群，最先到达的人最先被服务。

🛠️ STL中的stack与queue

在C++ STL中，stack和queue实际上是容器适配器，它们基于其他容器（如vector、deque）构建，提供了一种抽象接口，隐藏了底层容器的细节，以便专注于栈和队列的核心功能。

使用#include <stack>和#include <queue>引入

#include <iostream>
#include <stack>
#include <queue>

📖 stack详解

构造与初始化

std::stack<int> s; // 默认基于deque
std::stack<int, std::vector<int>> sv; // 基于vector

常用函数

• push(val)：在栈顶插入一个元素。
• pop()：移除栈顶元素。
• top()：返回栈顶元素。
• empty()：检查栈是否为空。
• size()：返回栈中元素的数量。

示例代码

std::stack<int> s;
s.push(1);
s.push(2);
std::cout << s.top() << "\n"; // 输出25
s.pop();
std::cout << s.top() << "\n"; // 输出1

📖 queue详解

构造与初始化

std::queue<int> q; // 默认基于deque
std::queue<int, std::vector<int>> qv; // 基于vector

常用函数

• push(val)：在队列尾部插入一个元素。
• pop()：移除队列头部的元素。
• front()：返回队列头部的元素。
• back()：返回队列尾部的元素。
• empty()：检查队列是否为空。
• size()：返回队列中元素的数量。

示例代码

std::queue<int> q;
q.push(1);
q.push(2);
std::cout << q.front() << "\n"; // 输出1
q.pop();
std::cout << q.front() << "\n"; // 输出2

🎯 内部机制揭秘

虽然stack和queue的API看起来简单，但它们的内部实现却依赖于底层容器的特性。例如，stack通常基于deque实现，因为deque支持快速的两端操作，而queue同样基于deque或list，因为它们需要快速的前端和后端操作。

性能考量

• stack的push和pop操作复杂度通常为O(1)，但取决于底层容器的实现。
• queue的push和pop操作复杂度同样为O(1)，但在某些情况下（如vector作为底层容器），push操作可能需要O(n)的时间，因为vector在扩容时需要重新分配内存。

🚀 结语

通过本文，我们深入了解了C++ STL中stack与queue的强大功能和内部机制。这两种数据结构不仅是算法和数据处理的基础，更是现代软件工程中不可或缺的工具。希望本文能够激发你对C++ STL更深层次的兴趣和探索！