一、stack和queue
stl中提供了栈和队列配接器供我们使用，以后就可以直接使用了。不需要我们自己造轮子。
使用细节参考文档就可以，与之学过的容器并无二致。栈和队列的特性我们再学习数据结构时已经了解了。这里就不在赘述了。
stack - C++ Reference (cplusplus.com)
queue - C++ Reference (cplusplus.com)
这里有几个题可供我们练习一下：
力扣（LeetCode）官网 - 全球极客挚爱的技术成长平台
栈的压入、弹出序列_牛客题霸_牛客网
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在模拟实现stack和queue，我们先了解一下容器适配器；什么是适配器呢？
适配器是一种设计模式(设计模式是一套被反复使用的、多数人知晓的、经过分类编目的、代码设计经验的总结)，该种模式是将一个类的接口转换成客户希望的另外一个接口。
stl标准库中stack和queue的底层结构就是使用了适配器模式；虽然stack和queue中也可以存放元素，但在STL中并没有将其划分在容器的行列，而是将其称为容器适配器，这是因为stack和队列只是对其他容器的接口进行了包装，STL中stack和queue默认使用deque（双端队列）下面介绍
stack的模拟实现
template<class T, class Con = deque<int>>
class stack
{
public:
void push(const T& x)
{
_con.push_back(x);
}
void pop()
{
_con.pop_back();
}
int size()
{
return _con.size();
}
T& top()
{
return _con.back();
}
bool empty()
{
return _con.empty();
}
private:
Con _con;
};queue模拟实现
//双端队列适合进行两端插入删除操作，不适合在中间插入。
//相较于vector来说，扩容更好一点。
//相较于list来说，支持随机访问
template<class T, class Con = deque<T>>//默认类型是双端队列
class queue
{
public:
void push(const T& x)
{
_con.push_back(x);
}
void pop()
{
//_con.erase(_con.begin()); //vector没有pop_front
_con.pop_front();
}
int size()
{
return _con.size();
}
T& front()
{
return _con.front();
}
T& back()
{
return _con.back();
}
bool empty()
{
return _con.empty();
}
private:
Con _con;
};二、deque——双端队列
deque概念
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。
需要注意的是：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：
双端队列底层是一段假象的连续空间，实际是分段连续的，为了维护其“整体连续”以及随机访问的假象，落在了deque的迭代器身上，因此deque的迭代器设计就比较复杂，如下图所示：
deque的缺陷：
- 与vector相比，deque的优势是：头部插入和删除时，不需要搬移元素，效率高；而且在扩容时，也不需要搬移大量的元素，因此效率是比vector高。
- 与list相比，deque底层是连续空间，空间利用率高，不需要存储额外字段。
- deque的缺陷：不适合遍历，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。
为什么选择deque作为stack和queue的底层默认容器
- 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两端操作。
- 在stack中元素增长时，deque比vector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。
三、priority_queue——优先级队列
priority_queue概念
priority_queue - C++ Reference (cplusplus.com)
priority_queue也是一个容器适配器，用vector实现的。
priority_queue底层采用的数据结构是堆（默认是大堆）。
因为这里使用了仿函数，调用的是less这个类，所以是大堆。
练习： 力扣（LeetCode）官网 - 全球极客挚爱的技术成长平台
什么是仿函数
仿函数就是使用起来类似于使用一个函数，但是它实际上不是调用函数，而是通过类的对象调用类中重载的括号运算符成员函数，从而达到我们的目的。
仿函数可以作为模板参数使用，因为每个仿函数都拥有自己的类型。文章来源：https://www.toymoban.com/news/detail-661840.html
仿函数比一般函数更灵活。文章来源地址https://www.toymoban.com/news/detail-661840.html
priority_queue模拟实现
template<class T>
struct Less
{
bool operator()(const T& x, const T& y)
{
return x < y;
}
};
template<class T>
struct Greater
{
bool operator()(const T& x, const T& y)
{
return x > y;
}
};
template<class T, class Con = vector<T>, class Compare = Less<T>>
class priority_queue
{
private:
//向下调整建堆,建大堆
void Adjust_down(int parent)
{
Compare com;
int child = parent * 2 + 1;
while (child < _con.size())
{
if (child + 1 < _con.size() && com(_con[child], _con[child + 1]))
{
++child;
}
if (com(_con[parent], _con[child]))
{
swap(_con[parent], _con[child]);
parent = child;
child = parent * 2 + 1;
}
else
{
break;
}
}
}
void Adjust_up(int child)
{
Compare com;
int parent = (child - 1) / 2;
while (child > 0)
{
if (com(_con[parent], _con[child]))
{
swap(_con[parent], _con[child]);
child = parent;
parent = (child - 1) / 2;
}
else
{
break;
}
}
}
public:
template<class InputIterator>
priority_queue(InputIterator first, InputIterator last)
{
while (first != last)
{
_con.push_back(*first);
++first;
}
for (int i = (_con.size() - 1 - 1) / 2; i >= 0; i--)
{
Adjust_down(i);
}
}
priority_queue()
{}
void push(const T& x)
{
_con.push_back(x);
Adjust_up(_con.size() - 1);
}
void pop()
{
swap(_con[0], _con[_con.size() - 1]);
_con.pop_back();
Adjust_down(0);
}
size_t size() const
{
return _con.size();
}
bool empty() const
{
return _con.empty();
}
const T& top()
{
return _con[0];
}
private:
Con _con;
};到了这里，关于STL——stack和queue的文章就介绍完了。如果您还想了解更多内容，请在右上角搜索TOY模板网以前的文章或继续浏览下面的相关文章，希望大家以后多多支持TOY模板网！
