蓝桥杯STL stack

STL stack 概述

栈（stack）是一种遵循**后进先出（LIFO）**原则的线性数据结构，仅允许在栈顶进行插入和删除操作。STL（Standard Template Library）中的 stack 是一个容器适配器，基于其他容器（如 deque 或 list）实现，默认使用 deque 作为底层容器。

栈的基本操作

初始化栈

STL stack 的初始化需要包含头文件 <stack>，并指定元素类型。

cpp 复制代码

#include <stack>
using namespace std;

stack<int> s; // 初始化一个存储整数的栈

入栈操作（push）

将元素添加到栈顶。

cpp 复制代码

s.push(10); // 栈内元素: [10]
s.push(20); // 栈内元素: [10, 20]
s.push(30); // 栈内元素: [10, 20, 30]

出栈操作（pop）

移除栈顶元素，但不返回其值。

cpp 复制代码

s.pop(); // 移除30，栈内元素: [10, 20]

访问栈顶元素（top）

返回栈顶元素的值，但不移除它。

cpp 复制代码

int top_element = s.top(); // top_element = 20

检查栈是否为空（empty）

返回布尔值，判断栈是否为空。

cpp 复制代码

bool is_empty = s.empty(); // 栈不为空，is_empty = false

获取栈的大小（size）

返回栈中元素的个数。

cpp 复制代码

int stack_size = s.size(); // stack_size = 2

栈的典型应用场景

括号匹配问题

检查表达式中的括号是否匹配，例如 {[()]} 是合法的，而 {[(])} 是非法的。
表达式求值

实现中缀表达式转后缀表达式（逆波兰表达式），并计算其值。
深度优先搜索（DFS）

用栈模拟递归过程，避免递归调用带来的额外开销。

蓝桥杯真题示例：括号匹配问题

问题描述

给定一个只包含 (、)、[、]、{、} 的字符串，判断其括号是否匹配。

解决思路

遍历字符串，遇到左括号（(, [, {）时入栈。
遇到右括号时，检查栈顶是否是对应的左括号：
- 如果是，弹出栈顶。
- 如果不是，直接返回不匹配。
遍历结束后，栈为空则匹配，否则不匹配。

完整代码

cpp 复制代码

#include <iostream>
#include <stack>
#include <string>
using namespace std;

bool is_valid(string s) {
    stack<char> st;
    for (char c : s) {
        if (c == '(' || c == '[' || c == '{') {
            st.push(c);
        } else {
            if (st.empty()) return false;
            char top = st.top();
            if ((c == ')' && top == '(') || 
                (c == ']' && top == '[') || 
                (c == '}' && top == '{')) {
                st.pop();
            } else {
                return false;
            }
        }
    }
    return st.empty();
}

int main() {
    string s = "{[()]}";
    cout << (is_valid(s) ? "Valid" : "Invalid") << endl;
    return 0;
}

蓝桥杯解题通用思路

理解题意

明确题目要求，例如输入输出格式、边界条件（如空栈、非法输入等）。
选择数据结构

根据问题特性选择栈或其他数据结构。栈适合处理对称性或递归性质的问题。
设计算法

将问题分解为栈的基本操作（如入栈、出栈、匹配等）。
编写代码

实现算法，注意边界条件和异常处理。
测试验证

通过样例测试和边界测试（如空输入、极端数据）验证代码正确性。

总结

STL stack 是解决一类特定问题（如括号匹配、表达式求值、DFS）的高效工具。在蓝桥杯竞赛中，熟练掌握栈的操作和应用场景能够帮助快速解决相关问题。通过实际代码示例和解题思路的训练，可以提升对栈的理解和运用能力。