C++ std::stack 完全指南：核心操作、实战示例与 STL 应用

什么是 std::stack？

std::stack 是实现 LIFO（后进先出）原则的容器适配器。仅允许从一端——栈顶——插入和移除元素。默认以 std::deque 作为底层容器，但也可提供任何序列容器（如 std::vector 或 std::list）。

容器适配器不暴露迭代器，无法直接遍历栈。只能通过成员函数交互。

学习目标

• 理解 std::stack 定义与 LIFO 行为
• 掌握声明语法
• 探索成员类型与核心操作
• 实战 push、pop、top、empty、size、emplace、swap
• 在 STL 中实现栈

语法

包含 <stack> 头文件，按以下模板声明栈：

template<class T, class Container = std::deque<T>> class stack; 

• T – 元素类型；任意合法 C++ 类型，含用户自定义类。
• Container – 底层容器；默认 std::deque。

成员类型

• value_type – 元素类型 T。
• container_type – 底层容器类型。
• size_type – 容器大小的无符号整型。

核心操作

• push() – 将元素压入栈顶。
• pop() – 移除栈顶元素。
• top() – 访问栈顶元素但不移除。
• empty() – 判断栈是否为空。
• size() – 返回元素数量。
• emplace() – 在栈顶原地构造并插入元素。
• swap() – 与另一个栈高效交换内容。

实现概览

下图展示栈操作示意（箭头指向栈顶）。

push() 与 pop()

push() 追加新元素，大小加一：

stack.push(value);

pop() 移除栈顶元素，大小减一：

stack.pop();

示例 1：基础栈操作

#include <iostream> #include <stack> using namespace std; int main() { stack<int> st; st.push(10); st.push(20); st.push(30); st.push(40); st.pop(); // 移除 40 st.pop(); // 移除 30 while (!st.empty()) { cout << ' ' << st.top(); st.pop(); } return 0; }

输出：20 10

empty()、size()、top()

这些工具函数快速洞察栈状态。

示例 2：检查栈状态

#include <iostream> #include <stack> using namespace std; void display(stack<int> s) { while (!s.empty()) { cout << '\t' << s.top(); s.pop(); } cout << '\n'; } int main() { stack<int> st; st.push(32); st.push(21); st.push(39); st.push(89); st.push(25); cout << "The stack st is: "; display(st); cout << "\n st.size() : " << st.size(); cout << "\n st.top() : " << st.top(); st.pop(); cout << "\n st after pop: "; display(st); return 0; }

输出：展示栈内容、大小、栈顶元素、pop 后状态。

emplace() 与 swap()

• emplace() 原地构造元素，避免额外拷贝。
• swap() 高效交换两个栈的内容。

示例 3：使用 emplace() 与 swap()

#include <iostream> #include <stack> using namespace std; int main() { stack<int> st1, st2; st1.emplace(12); st1.emplace(19); st2.emplace(20); st2.emplace(23); st1.swap(st2); cout << "st1 = "; while (!st1.empty()) { cout << st1.top() << " "; st1.pop(); } cout << endl << "st2 = "; while (!st2.empty()) { cout << st2.top() << " "; st2.pop(); } } 

输出：演示交换前后两栈内容。

在 STL 中使用 std::stack

一行代码实现栈：

std::stack<T> st;

示例：

#include <iostream> #include <stack> using namespace std; int main() { stack<int> st; st.push(12); st.push(19); st.push(20); cout << st.top(); // 20 cout << st.size(); // 3 return 0; }

总结

• std::stack 实现 LIFO，仅允许访问栈顶元素。
• 它是容器适配器；默认底层容器为 std::deque，可自定义。
• 核心函数：push、pop、top、empty、size、emplace、swap。
• 栈是需临时存储元素场景下的轻量高效工具。