STL stack,queue,deque以及适配器

这篇具有很好参考价值的文章主要介绍了STL stack,queue,deque以及适配器。希望对大家有所帮助。如果存在错误或未考虑完全的地方,请大家不吝赐教,您也可以点击"举报违法"按钮提交疑问。

stack

stack的使用

下面是stack库中的接口函数,有了前面的基础,我们可以根据函数名得知函数的作用

函数 说明
stack() 构造空栈
empty() 判断栈是否为空
size() 返回栈中元素个数
top 返回栈顶元素
push() 将值从栈顶压入栈内
pop() 在栈顶出栈

stack模拟实现

栈其实就是一种特殊的vector,因此可以使用vector模拟实现stack
比较容易:

#include <iostream>
#include <vector>
using namespace std;

namespace my_stack
{
	template<class T>
	class stack
	{
	public:
		void push(const T& val)
		{
			_v.push_back(val);
		}

		void pop()
		{
			_v.pop_back();
		}

		T& top()
		{
			return _v.back();
		}

		bool empty()
		{
			return _v.empty();
		}

		size_t size()
		{
			return _v.size();
		}


	private:
		vector<T> _v;
	};
}

queue

queue的使用

函数 说明
queue() 构造空队列
empty() 判断队列是否为空
size() 返回队列中元素个数
front() 返回队头元素的引用
back() 返回队尾元素的引用
push() 在队尾入队
pop() 在队头出队

queue模拟实现

queue的接口中存在头删,用vector实现起来效率太低,所以可以使用list实现

#include <iostream>
#include <list>
using namespace std;


namespace my_queue
{
	template<class T>
	class queue
	{
	public:
		void push(const T& val)
		{
			_lt.push_back(val);
		}

		void pop()
		{
			_lt.pop_front();
		}

		T& front()
		{
			return _lt.front();
		}

		T& back()
		{
			return _lt.back();
		}

		bool empty()
		{
			return _lt.empty();
		}

		size_t size()
		{
			return _lt.size();
		}

	private:
		list<T> _lt;
	};
}

适配器

适配器是一种设计模式,该模式是将一个类的接口转换成客户希望的另一个接口
对已有的东西,进行适配转换

在C语言中,我们习惯用顺序表去实现栈,因为使用顺序表实现栈比较方便
但是也可以用链表去实现,我们如果想去用链表实现栈,还需要再写一套,会比较麻烦

在C++中,有了适配器,不用再实现两遍了
我们可以使用适配器进行实现,这样我们就可以做到数组栈和链表栈秒切换了
在用适配器实现后,平时使用时感觉不到差异,但是两者的底层逻辑完全不同

下面我们用适配器设计出stack

首先我们添加一个模板参数
template<class T,class Container>Container就是适配器
在实例化的时候,我们需要指定适配器是哪一种容器

接下来,把成员变量改为适配器

	template<class T,class Container>
	class stack
	{
	public:
	
	private:
		Container _con;
	};

接下来,我们按照前面模拟实现的stack把所有_v改为_con就可以了

namespace my_stack
{
	template<class T,class Container>
	class stack
	{
	public:
		void push(const T& val)
		{
			_con.push_back(val);
		}

		void pop()
		{
			_con.pop_back();
		}

		T& top()
		{
			return _con.back();
		}

		bool empty()
		{
			return _con.empty();
		}

		size_t size()
		{
			return _con.size();
		}


	private:
		Container _con;
	};
}

接下来我们看一下 用适配器实现的数组栈和链表栈

int main()
{
	my_stack::stack<int, vector<int>> st;
	st.push(1);
	st.push(2);
	st.push(3);
	st.push(4);
	st.push(5);
	st.push(6);

	while (!st.empty())
	{
		cout << st.top() << " ";
		st.pop();
	}//输出 6 5 4 3 2 1
	cout << endl;


	my_stack::stack<int, list<int>> st1;
	st1.push(1);
	st1.push(2);
	st1.push(3);
	st1.push(4);
	st1.push(5);
	st1.push(6);

	while (!st1.empty())
	{
		cout << st1.top() << " ";
		st1.pop();
	}
	//输出 6 5 4 3 2 1
	cout << endl;
}

下面我们也可以使用适配器实现queue

namespace my_queue
{
	template<class T, class Container>
	class queue
	{
	public:
		void push(const T& val)
		{
			_con.push_back(val);
		}

		void pop()
		{
			_con.pop_front();
		}

		T& front()
		{
			return _con.front();
		}

		T& back()
		{
			return _con.back();
		}

		bool empty()
		{
			return _con.empty();
		}

		size_t size()
		{
			return _con.size();
		}

	private:
		Container _con;

	};
}

这里的适配器类型只能是list,不能是vector因为vector中不支持pop_front头删,无法支持queuepop

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
,这是因为stack和队列只是对其他容器的接口进行了包装


deque

我们看STL中,stackqueue的实现
可以发现它们的适配器默认为deque<T>
STL stack,queue,deque以及适配器,C++,c++,stl,对象,开发语言,数据结构

STL stack,queue,deque以及适配器,C++,c++,stl,对象,开发语言,数据结构
这个deque是什么容器,我们下面来看一看

deque叫双端队列(但不是队列),是一种双开口的“连续空间”的数据结构
STL stack,queue,deque以及适配器,C++,c++,stl,对象,开发语言,数据结构
deque可以在头尾两端进行插入和删除操作,时间复杂度为O(1),效率高,并且支持[]



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

deque中有一段中控数组(本质是指针数组),其中每一个元素指针都指向一个固定大小的缓冲区
STL stack,queue,deque以及适配器,C++,c++,stl,对象,开发语言,数据结构
插入元素先从存入中控数组中间位置指针指向的缓冲区,因为要保证头插和尾插都有空间
如果一个Buff满了,就在其下一个指针指向的Buff中存储数据
如果中控数组满了,扩容即可,对于指针类型的拷贝消耗少

deque相比于vector
极大缓解了扩容的问题,同时解决了头删和头插带来的效率低的问题
但是deque的[]随机访问相对于vector的随机访问还是有差距的,因为要计算随机访问的位置在哪个Buff的哪个位置上

假设要访问位置i上的元素
1.先看i在不在第一个Buff中,如果在就直接找到位置访问
2.如果不在第一个Buff,i-=第一个Buffsize()
在第i/buffsizeBuff
在这个Buffi%buffsize位置上
而vector中的[]就是直接解引用指针,效率高

deque相比于list:
deque支持随机访问
cpu高速访问效率搞
但是deque中间位置元素的插入和删除效率没有list

所以deque的最大价值就在于它的头插,头删,尾插,尾删的效率高
这也正是stackqueue中适配器最需要的特点,所以deque作为stackqueue的默认适配器最合适

用deque为默认适配器实现stackqueue文章来源地址https://www.toymoban.com/news/detail-687874.html

#include <deque>
#include <stack>
#include <list>
#include <iostream>
using namespace std;
namespace my_queue
{
	template<class T, class Container = deque<T>>
	class queue
	{
	public:
		void push(const T& val)
		{
			_con.push_back(val);
		}

		void pop()
		{
			_con.pop_front();
		}

		T& front()
		{
			return _con.front();
		}

		T& back()
		{
			return _con.back();
		}

		bool empty()
		{
			return _con.empty();
		}

		size_t size()
		{
			return _con.size();
		}

	private:
		Container _con;

	};
}


namespace my_stack
{
	template<class T, class Container = deque<T>>
	class stack
	{
	public:
		void push(const T& val)
		{
			_con.push_back(val);
		}

		void pop()
		{
			_con.pop_back();
		}

		T& top()
		{
			return _con.back();
		}

		bool empty()
		{
			return _con.empty();
		}

		size_t size()
		{
			return _con.size();
		}


	private:
		Container _con;
	};
}

到了这里,关于STL stack,queue,deque以及适配器的文章就介绍完了。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!

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