栈和堆c++数据结构

### C++ 中栈和堆的数据结构详解

#### 栈的概念及用法

在计算机科学中，数据结构是组织和存储数据的方式，它对于高效地处理数据和解决复杂问题至关重要。栈（Stack）是一种遵循后进先出（LIFO, Last In First Out）原则的数据结构[^1]。

在C++中，栈可以通过标准库中的`<stack>`头文件来实现。该容器适配器提供了栈所需的操作接口，如`push()`用于向栈顶添加元素；`pop()`移除栈顶元素；`top()`访问栈顶元素而不移除它；还有`empty()`判断栈是否为空以及`size()`获取当前栈内元素数量[^2]。

下面是一个简单的例子展示如何使用C++ STL中的栈：

#include <iostream>
#include <stack>

int main() {
    std::stack<int> s;

    // 向栈中压入三个整数
    s.push(10);
    s.push(20);
    s.push(30);

    // 输出栈顶元素并弹出
    while (!s.empty()) {
        std::cout << "Top element is: " << s.top() << '\n';
        s.pop();
    }

    return 0;
}

#### 堆的概念及用法

不同于栈，堆（Heap）通常指的是动态分配内存的空间，在此空间上创建的对象生命周期不受函数调用范围限制。当程序员通过关键字`new`申请一块新的对象实例化区域时，这块内存即位于堆区。同样地，释放这些资源则需显式调用`delete`操作符。

需要注意的是，“堆”也常被用来描述一种特殊的树形数据结构——优先级队列的一种具体形式，其中每个节点都大于等于其子节点（最大堆），或小于等于其子节点（最小堆）。不过在此上下文中讨论的是作为内存管理概念的“堆”。

以下是关于手动管理堆内存的一个简单示例：

class MyClass {};

void use_heap_memory() {
    // 使用 new 运算符从堆中分配一个MyClass类型的对象
    MyClass* obj = new MyClass();

    // 对象的实际工作...

    // 当不再需要这个对象的时候，记得删除它以防止内存泄漏
    delete obj;
}