c++ queue、stack

<think>好的，用户想知道C++中queue和stack的用法和区别。首先，我需要回忆一下这两个容器适配器的基本概念。 首先，queue是队列，遵循先进先出（FIFO）的原则，而stack是栈，遵循后进先出（LIFO）。它们的底层容器可能不同，比如queue默认用deque，而stack默认用vector，但用户也可以指定其他容器，比如list。需要确认C++标准中的具体规定。 接下来是用法部分。对于queue，常用操作包括push入队，front访问队首，back访问队尾，pop出队。而stack则是push入栈，top访问栈顶，pop出栈。需要举例说明，比如用queue实现广度优先搜索，用stack处理函数调用栈。 然后是区别对比。除了FIFO和LIFO的区别，还需要提到它们支持的操作不同，比如queue有front和back，而stack只有top。另外，底层容器的选择可能影响性能，比如deque在两端操作高效，适合queue，而vector在尾部操作高效，适合stack。 还要注意线程安全的问题，虽然用户没有提到，但可能相关的应用场景需要考虑。根据引用[2]，原子操作适用于多线程，但queue和stack本身不是线程安全的，需要外部同步机制。 用户提供的引用中有关于NodePool和allocSize的内容，可能涉及自定义分配器，但用户的问题没有提到这方面，所以可能不需要深入，但可以提到容器适配器支持自定义容器类型。 最后生成相关问题，要围绕用法、区别、应用场景、性能优化等方面提问，比如底层实现、选择时机、线程安全等。确保问题有针对性，帮助用户深入理解。</think>### C++中queue和stack的用法与区别 #### 一、基本概念 1. **队列(queue)** - 遵循先进先出（FIFO）原则，仅允许在队尾插入元素（`push`），在队头删除元素（`pop`） - 底层容器默认使用`deque`，但可替换为`list`（需满足顺序容器的基本操作要求） - 典型应用：广度优先搜索（BFS）、任务调度系统 2. **栈(stack)** - 遵循后进先出（LIFO）原则，仅在栈顶进行插入（`push`）和删除（`pop`）操作 - 底层容器默认使用`vector`，可替换为`deque`或`list` - 典型应用：函数调用栈、表达式求值、撤销操作（Undo） #### 二、核心操作对比 | 操作 | queue | stack | |--------------|-----------------------------|---------------------| | 插入元素 | `push()` | `push()` | | 删除元素 | `pop()`（删除队头元素） | `pop()`（删除栈顶） | | 访问首元素 | `front()` | `top()` | | 访问尾元素 | `back()` | - | | 判空 | `empty()` | `empty()` | | 元素数量 | `size()` | `size()` | #### 三、代码示例 ```cpp // Queue示例 #include <queue> std::queue<int> q; q.push(1); // 队列: [1] q.push(2); // 队列: [1,2] int front = q.front(); // 1 q.pop(); // 队列: [2] // Stack示例 #include <stack> std::stack<int> s; s.push(3); // 栈: [3] s.push(4); // 栈: [3,4] int top = s.top(); // 4 s.pop(); // 栈: [3] ``` #### 四、关键区别 1. **访问策略** - queue允许访问两端（`front()`和`back()`） - stack仅允许访问栈顶（`top()`） 2. **底层容器要求** - queue需要支持`front()`、`back()`、`push_back()`、`pop_front()` - stack需要支持`back()`、`push_back()`、`pop_back()` 3. **性能特点** - queue的`deque`实现支持$O(1)$时间复杂度的头尾操作 - stack的`vector`实现通过预分配内存优化连续插入操作 #### 五、线程安全注意事项 虽然C++标准容器本身不保证线程安全，但可通过原子操作实现同步。如引用[2]所述，使用`std::atomic`可确保特定操作的原子性： ```cpp #include <atomic> std::atomic<bool> lock_flag(false); // 通过原子标志位控制对queue/stack的访问 ```