容器适配器

首先,我们要明白适配器是干什么的?其实就是一个接口转换装置,是得我们能用特定的方法去操作一些我们本来无法操作的东西。举一个例子,比如你的一个设备支持串口线,而你的电脑支持的是usb口,这时候,我们没有必要重新买一个支持usb的设备,只需要一根串口转usb口的小玩意,让你的设备能够连接到usb插口上,而它就是适配器。
那么C++中的容器适配器是干什么的呢?可以做一个类比,我们已有的容器(比如vector、list、deque)就是设备,这个设备支持的操作很多,比如插入,删除,迭代器访问等等。而我们希望这个容器表现出来的是栈的样子:先进后出,入栈出栈等等,此时,我们没有必要重新动手写一个新的数据结构,而是把原来的容器重新封装一下,改变它的接口,就能把它当做栈使用了。
言归正传,理解了什么是适配器以后,其实问题就很简单的。C++中定义了3种容器适配器,它们让容器提供的接口变成了我们常用的的3种数据结构:栈(先进后出)队列(先进先出)和优先级队列(按照优先级(“<”号)排序,而不是按照到来的顺序排序)。
至于具体是怎么变的,我们可以先了解一个大概:默认情况下,栈和队列都是基于deque实现的,而优先级队列则是基于vector实现的。当然,我们也可以指定自己的实现方式。但是由于数据结构的关系,我们也不能胡乱指定。栈的特点是后进先出,所以它关联的基本容器可以是任意一种顺序容器,因为这些容器类型结构都可以提供栈的操作有求,它们都提供了push_back、pop_back和back操作。 队列queue的特点是先进先出,适配器要求其关联的基础容器必须提供pop_front操作,因此其不能建立在vector容器上;对于优先级队列,由于它要求支持随机访问的功能,所以可以建立在vector或者deque上,不能建立在list上。

让我们看看这三种关联容器提供的接口:
栈支持的操作有:
1.empty() 堆栈为空则返回真
2.pop() 移除栈顶元素
3.push() 在栈顶增加元素
4.size() 返回栈中元素数目
5.top() 返回栈顶元素
队列支持的操作有:
1.back() 返回一个引用,指向最后一个元素
2.empty() 如果队列空则返回真
3.front() 返回第一个元素
4.pop() 删除第一个元素
5.push() 在末尾加入一个元素
6.size() 返回队列中元素的个数
优先级队列支持的操作有:
1.empty() 如果优先队列为空,则返回真
2.pop() 删除第一个元素
3.push() 加入一个元素
4.size() 返回优先队列中拥有的元素的个数
5.top() 返回优先队列中有最高优先级的元素

举个例子:

int main()
{
	const stack::size_type stk_size = 10;
	//创建一个空栈
	stack intStack;
	//改变栈的实现方式为vector
	//stack > intStack;
	int ix = 0;

	while(intStack.size() != stk_size)
		intStack.push(ix++);

	int error_cnt = 0;
	while(intStack.empty() == false)
	{
		//top操作返回栈顶元素,但并不删除
		int value = intStack.top();
		if(value != --ix)
		{
			cout<<"opps! expected "<


最后我们可以窥探一下stl中的源码:

template >
	class stack
	{	// LIFO queue implemented with a container
public:
	typedef stack<_Ty, _Container> _Myt;
	typedef _Container container_type;
	typedef typename _Container::value_type value_type;
	typedef typename _Container::size_type size_type;
	typedef typename _Container::reference reference;
	typedef typename _Container::const_reference const_reference;

	stack()
		: c()
		{	// construct with empty container
		}

	stack(const _Myt& _Right)
		: c(_Right.c)
		{	// construct by copying _Right
		}

	explicit stack(const _Container& _Cont)
		: c(_Cont)
		{	// construct by copying specified container
		}

	_Myt& operator=(const _Myt& _Right)
		{	// assign by copying _Right
		c = _Right.c;
		return (*this);
		}

	stack(_Myt&& _Right)
		: c(_STD move(_Right.c))
		{	// construct by moving _Right
		}

	explicit stack(_Container&& _Cont)
		: c(_STD move(_Cont))
		{	// construct by copying specified container
		}

	_Myt& operator=(_Myt&& _Right)
		{	// assign by moving _Right
		c = _STD move(_Right.c);
		return (*this);
		}

	void push(value_type&& _Val)
		{	// insert element at beginning
		c.push_back(_STD move(_Val));
		}

	template
		void emplace(_Valty&& _Val)
		{	// insert element at beginning
		c.emplace_back(_STD forward<_Valty>(_Val));
		}

	void swap(_Myt&& _Right)
		{	// exchange contents with movable _Right
		c.swap(_STD move(_Right.c));
		}

	bool empty() const
		{	// test if stack is empty
		return (c.empty());
		}

	size_type size() const
		{	// test length of stack
		return (c.size());
		}

	reference top()
		{	// return last element of mutable stack
		return (c.back());
		}

	const_reference top() const
		{	// return last element of nonmutable stack
		return (c.back());
		}

	void push(const value_type& _Val)
		{	// insert element at end
		c.push_back(_Val);
		}

	void pop()
		{	// erase last element
		c.pop_back();
		}

	const _Container& _Get_container() const
		{	// get reference to container
		return (c);
		}

	void swap(_Myt& _Right)
		{	// exchange contents with _Right
		c.swap(_Right.c);
		}

protected:
	_Container c;	// the underlying container
	};


从中我们可以清楚的看到:栈在默认情况下,是基于deque实现的,它使用封装的顺序容器的操作来实现的自己的操作。相信里面的大部分内容我们都能看懂个大概。这里就不做过多解释了。

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