C++ STLのスタック（stack）徹底解説！LIFO構造の基本操作とサンプルコード

C++ STLにおけるスタック（stack）は、LIFO（Last In First Out：後入れ先出し）構造として実装されるコンテナです。LIFOとは「最後に入れたものが最初に取り出される」という意味で、本を一冊ずつ積み上げた山をイメージすると理解しやすいでしょう。一番上に置いた本（＝最後に挿入された要素）が最初に取り出されることから、この構造はLIFOと呼ばれています。

スタックで使える主な操作

1. top() – 最上位要素の取得

スタックの最上位（先頭）にある要素への参照を返します。要素自体は削除されません。

• 構文：name_of_stack.top()
• 引数：なし
• 戻り値：スタックコンテナの最上位要素への参照

2. push() – 要素の挿入

指定した要素をスタックの最上位に追加します。

• 構文：name_of_stack.push(element)
• 引数：挿入したい要素
• 戻り値：なし（void型）

3. pop() – 要素の削除

スタックの最上位にある要素を取り除きます。なお、標準の pop() は削除した要素を返さない点に注意してください。値を取得したい場合は、先に top() を呼び出します。

• 構文：name_of_stack.pop()
• 引数：なし
• 戻り値：なし（void型）。最上位要素を削除するのみ

4. size() – 要素数の取得

スタック内に現在存在する要素の総数を返します。

• 構文：name_of_stack.size()
• 引数：なし
• 戻り値：スタック内の要素数（符号なし整数型）

5. empty() – 空かどうかの判定

スタックが空であるかどうかを確認します。

• 構文：name_of_stack.empty()
• 引数：なし
• 戻り値：真偽値（bool型）。スタックが空なら true、空でなければ false

使用例

以下のコードでは、int型のスタックを作成し、push() で4つの要素を挿入した後、empty()・size()・top()・pop() を組み合わせて操作しています。

#include <bits/stdc++.h>
using namespace std;
int main(){
    // スタックコンテナを作成
    stack <int> newStack;
    // スタックへ要素を挿入
    newStack.push(10);
    newStack.push(20);
    newStack.push(30);
    newStack.push(40);
    // empty()を使って要素が挿入されているか確認
    if(!newStack.empty()){
        // スタックのサイズを計算
        cout<<"Stack size is: "<< newStack.size();
    }
    else{
        cout<<"Stack is empty";
    }
    cout<<"\nElements in the stack are:";
    // top()で最上位要素を表示しながらpop()で削除
    while(!newStack.empty()){
        cout<<" "<< newStack.top();
        newStack.pop();
    }
    return 0;
}

実行結果

Stack size is: 4
Elements in the stack are: 40 30 20 10

このように、最後に挿入した 40 が最初に表示されていることが分かります。これこそがLIFO（後入れ先出し）構造の動作です。スタックは、関数呼び出しの管理やundo機能、深さ優先探索（DFS）など、さまざまな場面で活用される重要なデータ構造なので、ぜひ基本的な操作方法をマスターしておきましょう。