目录
一、stack的介绍与使用
stack是一种容器适配器，专门用在具有后进先出操作的上下文环境中，其删除只能从容器的一端进行元素的插入与提取操作。
stack是作为容器适配器被实现的，容器适配器即是对特定类封装作为其底层的容器，并提供一组特定的成员函数来访问其元素，将特定类作为其底层的，元素特定容器的尾部(即栈顶)被压入和弹出。
stack的底层容器可以是任何标准的容器类模板或者一些其他特定的容器类，这些容器类应该支持以下操作：
- empty：判空操作
- back：获取尾部元素操作
- push_back：尾部插入元素操作
- pop_back：尾部删除元素操作
标准容器vector、deque、list均符合这些需求，默认情况下，如果没有为stack指定特定的底层容器，默认情况下使用deque。
常用接口函数：
| 函数说明 | 接口说明 |
| stack() | 构造空的栈 |
| empty() | 检测stack是否为空 |
| size() | 返回stack中元素的个数 |
| top() | 返回栈顶元素的引用 |
| push() | 将元素val压入stack中 |
| pop() | 将stack中尾部的元素弹出 |
二、stack的模拟实现
我们先来搭建一个stack的模板：
namespace bin
{
template<class T, class Container>
class stack
{
public:
void push(const T& x)
{
_con.push_back(x);
}
void pop()
{
_con.pop_back();
}
const T& top()
{
return _con.back();
}
size_t size()
{
return _con.size();
}
bool empty()
{
return _con.empty();
}
private:
Container _con;
};
}测试并观察运行结果：
除了使用 vector 来实现栈之外，我们还可以使用 list 来实现栈：
但是一般而言，stack 的底层都是使用 deque 来实现的。
1、deque
deque(双端队列)：是一种双开口的"连续"空间的数据结构，双开口的含义是：可以在头尾两端进行插入和删除操作，且时间复杂度为O(1)，与vector比较，头插效率高，不需要搬移元素；与list比较，空间利用率比较高。
deque并不是真正连续的空间，而是由一段段连续的小空间拼接而成的，实际deque类似于一个动态的二维数组，其底层结构如下图所示：
deque 折中了 vector 与 list 的结构，使用多个小数组来存储空间，为了管理这些小数组，又开辟了一个叫做中控的指针数组，数组中的指针分别指向这些小数组。
需要注意的是，最开始使用指针是中控指针数组中间位置的指针，当进行头插、尾插的时候，就可以直接使用前一个、后一个指针指向新开辟的空间了：
当中控数组满时，只需对中控数组进行扩容就可以了， 而且由于中控数组中存放的都是指针，所以拷贝代价极低。
由以上结构我们可知deque的优点有：
- 相比vector，deque 的扩容代价低
- 头插头删、尾插尾删效率高
- 支持下标随机访问
比如，假设每个小数组的容量为 10 ，我们想要找到下标为 25 的元素，只需要用下标减去第一个数组内元素的个数，再除以每个数组的容量就能找到其所在哪一个小数组。对应到上面我们所画的图中，就是 (25 - 1) / 10 。找到对应元素存在于第 2 个数组后，再用 (25 - 1) % 10 就可以知道对应元素是在该小数组中的第几个。
综上：
- 与vector比较，deque的优势是：头部插入和删除时，不需要搬移元素，效率特别高，而且在扩容时，也不需要搬移大量的元素，因此其效率是必vector高的。
- 与list比较，其底层是连续空间，空间利用率比较高，不需要存储额外字段。但是，deque有一个致命缺陷：不适合遍历，因为在遍历时，deque的迭代器要频繁的去检测其是否移动到某段小空间的边界，导致效率低下，而序列式场景中，可能需要经常遍历，因此在实际中，需要线性结构时，大多数情况下优先考虑vector和list，deque的应用并不多，而目前能看到的一个应用就是，STL用其作为stack和queue的底层数据结构。
stack是一种后进先出的特殊线性数据结构，因此只要具有push_back()和pop_back()操作的线性结构，都可以作为stack的底层容器，比如vector和list都可以；queue是先进先出的特殊线性数据结构，只要具有push_back和pop_front操作的线性结构，都可以作为queue的底层容器，比如list。但是STL中对stack和queue默认选择deque作为其底层容器，主要是因为：
- stack和queue不需要遍历(因此stack和queue没有迭代器)，只需要在固定的一端或者两端进行操作。
- 在stack中元素增长时，deque比vector的效率高(扩容时不需要搬移大量数据)；queue中的元素增长时，deque不仅效率高，而且内存使用率高。结合了deque的优点，而完美的避开了其缺陷。
2、deque的迭代器
deque的迭代器由四个指针构成：
其中 cur 指针指向当前数据位置。 first 与 last 指针指向buff数组开始和结束的位置。 node 指针反向指向中控数组里的指针。
关于 stack 的相关内容就讲到这里，希望同学们多多支持，如果有不对的地方欢迎大佬指正，谢谢！