目录
一Stack
1介绍
2接口
3模拟实现
4栈的oj题
二Queue
1介绍
2接口
3模拟实现
三容器适配器
1再谈栈和队列
四优先级队列
1接口
编辑
2仿函数
五dequeue的简单介绍
一Stack
1介绍
先来看看库中对栈的介绍：
1. stack是一种容器适配器，专门用在具有后进先出操作的上下文环境中，其删除只能从容器的一端进行元素的插入与提取操作。
2. stack是作为容器适配器被实现的，容器适配器即是对特定类封装作为其底层的容器，并提供一组特定的成员函数来访问其元素，将特定类作为其底层的，元素特定容器的尾部(即栈顶)被压入和弹出。
4. 标准容器vector、deque、list均符合这些需求，默认情况下，如果没有为stack指定特定的底层容器，默认情况下使用deque。
2接口
bool empty() const; 判断栈中是否为空size_type size() const; 返回栈中元素的个数value_type& top(); 返回栈顶的元素void push (const value_type& val); 往栈中压入valvoid pop(); 删除栈顶元素
3模拟实现
从栈的接口中可以看出，栈实际是一种特殊的vector，因此使用vector完全可以模拟实现stack。
#include<vector>
namespace bite
{
template<class T>
class stack
{
public:
stack() {}
void push(const T& x) { _c.push_back(x); }
void pop() { _c.pop_back(); }
T& top() { return _c.back(); }
const T& top()const { return _c.back(); }
size_t size()const { return _c.size(); }
bool empty()const { return _c.empty(); }
private:
std::vector<T> _c;
}
}4栈的oj题
1 最小栈
2 栈的压入、弹出序列3 逆波兰表达式求值
1 最小栈
二Queue
1介绍
1. 队列是一种容器适配器，专门用于在FIFO上下文(先进先出)中操作，其中从容器一端插入元素，另一端提取元素。
2. 队列作为容器适配器实现，容器适配器即将特定容器类封装作为其底层容器类，queue提供一组特定的成员函数来访问其元素：元素从队尾入队列，从队头出队列
3. 标准容器类deque和list满足了这些要求。默认情况下，如果没有为queue实例化指定容器类，则使用标准容器deque。
2接口
文章来源地址https://www.toymoban.com/news/detail-850104.html
bool empty() const; 判断队列中是否为空size_type size() const; 返回队列中的个数value_type& front(); 返回队头元素value_type& back(); 返回队尾元素void push (const value_type& val); 在队尾中插入元素void pop(); 删除队头元素
3模拟实现
因为queue的接口中存在头删和尾插，因此使用vector来封装效率太低，故可以借助list来模拟实现
#include <list>
namespace bite
{
template<class T>
class queue
{
public:
queue() {}
void push(const T& x) { _c.push_back(x); }
void pop() { _c.pop_front(); }
T& back() { return _c.back(); }
const T& back()const { return _c.back(); }
T& front() { return _c.front(); }
const T& front()const { return _c.front(); }
size_t size()const { return _c.size(); }
bool empty()const { return _c.empty(); }
private:
std::list<T> _c;
}
}三容器适配器
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。
1再谈栈和队列
虽然栈和队列也可以存储元素，但在stl中没有把它们划分在容器行列里，而是将它们叫做容器适配器，它们的实现是通过别的容器来实现的：实现的模板中传入了容器参数：
以栈为例：
按照上面来完善stack的模拟实现：
template<class T,class Container = deque<T>>//库中给出的缺省值是deque<T>
class Stack
{
public:
bool empty()
{
return _v.empty();
}
size_t size()
{
return _v.size();
}
const T& top()
{
return _v.back();
}
void push(const T& x)
{
_v.push_back(x);
}
void pop()
{
_v.pop_back();
}
private:
Container _v;
};知道了这一点，我们在使用stack时想用那个容器来实现都可以~
四优先级队列
1使用优先级队列与队列一样，需要在前面包含#incldue<queue>才能使用
2优先级队列里面的排序是(默认)以大堆的排序来实现的vector类型的队列
3需要支持随机访问迭代器，以便始终在内部保持堆结构。容器适配器通过在需要时自动调用算法函数make_heap、push_heap和pop_heap来自动完成此操作。
1接口
bool empty() const; 判断是否为空size_type size() const; 返回个数const value_type& top() const; 返回队头元素void push (const value_type& val); 队尾插入元素void pop(); 删除队头元素
使用这些接口：
我们发现：打印出来的顺序是降序的：我们在堆排序中说了：建大堆是排升序的。这里这么是反过来的？？
这里是在学习中最容易遇到坑的地方；在底层实现的思路：
将数据建大堆，第一个一定是数组中最大的，先把它打印出来；在删除pop时，先把第一个与最后一个交换位置，再进行pop删除最后一个元素——也就是最大的那一个；最后调整数组为大堆...与我们实现堆排序的思想不同！！
如果我们想让它打印出来是升序呢？
在模板中传类型：
和sort传入的greator<int>进行比较：
2仿函数
在类中重载()的方式就叫做仿函数；
上面sort参数中传入greater<int>() 对象与这里是类似的：
3模拟实现
模拟实现优先级队列时可以写仿函数来控制升序降序：
//适配器进行容器调用
namespace bit
{
template<class T,class Container = deque<T>>
class Stack
{
public:
bool empty()
{
return _v.empty();
}
size_t size()
{
return _v.size();
}
const T& top()
{
return _v.back();
}
void push(const T& x)
{
_v.push_back(x);
}
void pop()
{
_v.pop_back();
}
private:
Container _v;
};
template<class T, class Container = deque<T>>
class Queue
{
public:
bool empty()
{
return _l.empty();
}
size_t size()
{
return _l.size();
}
const T& front()
{
return _l.front();
}
const T& back()
{
return _l.back();
}
void push(const T& x)
{
_l.push_back(x);
}
void pop()
{
_l.pop_front();
}
private:
Container _l;
};
template<class T>
class greater
{
public:
bool operator()(const T& x,const T& y)
{
return x > y;
}
};
template<class T>
class less
{
public:
bool operator()(const T& x, const T& y)
{
return x < y;
}
};
template<class T,class Container=vector<T>,class Compare = less<T>>
class priority_queue
{
public:
bool empty() const
{
return _pro.empty();
}
size_t size() const
{
return _pro.size();
}
const T& top() const
{
return _pro[0];
}
//less -> 降序 -> 建大堆（与HeapSort的逻辑不同）
void AjustUp(size_t child)
{
Compare com;
size_t parent = (child - 1) / 2;
while (child >0)
{
//_pro[parent] < _pro[child]
if (com(_pro[parent] , _pro[child]))
{
swap(_pro[child], _pro[parent]);
child = parent;
parent = (child - 1) / 2;
}
else
{
break;
}
}
}
void push(const T& val)
{
_pro.push_back(val);
AjustUp(_pro.size()-1);
}
void AjustDown(size_t parent)
{
Compare com;
size_t child = parent * 2 + 1;
while (child < _pro.size())
{
//选最大(降序)的child与parent交换 _pro[child] < _pro[child + 1]
if (child + 1<_pro.size() && com(_pro[child] , _pro[child+1]))
{
child++;
}
// _pro[parent] < _pro[child]
if (com(_pro[parent] , _pro[child]))
{
swap(_pro[child], _pro[parent]);
parent = child;
child = parent * 2 + 1;
}
else
{
break;
}
}
}
void pop()
{
swap(_pro[0], _pro[_pro.size() - 1]);
_pro.pop_back();
AjustDown(0);
}
private:
Container _pro;
}; 
五dequeue的简单介绍
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
在它的接口中，既有list的，也有vector的：可以说，dequeue=vector+list
但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：
那dequeue具体是怎么样来访问元素的呢？
底层用迭代器，迭代器中嵌套这迭代器来进行对数据的管理：
dequeue插入删除效果好，又是一段’连续的数组‘，在stl中stack与queue的默认容器都选择它来给缺省值，但它也不是完美的：
如果在实践中，要在中间插入一个数据时，怎么办？？
它有两个解决方法：要么在这段数组中在开辟空间来存储；要么移动后面的数据来进行插入；不管是哪一种，效果都不好！
总结：在要用到[ ]访问时不建议用dequeue而选择vector或者list!!
以上便是我的学习整理，有错误欢迎在评论区里指出，感谢您的观看！！
文章来源：https://www.toymoban.com/news/detail-850104.html
到了这里，关于C++——Stack&&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！
![[C++随笔录] stack && queue模拟实现](https://imgs.yssmx.com/Uploads/2024/02/739127-1.png)
