STL容器适配器：stack、queue、priority_queue
前言
容器适配器是一个封装了序列容器的类模板，它在一般序列容器的基础上提供了一些不同的功能，之所以称之为容器适配器，是因为它可以通过适配容器的现有接口来提供不同的功能。
简单的理解容器适配器，其就是将不适用的序列式容器（包括 vector、deque 和 list）变得适用。
STL中的三大容器适配器：stack、queue、priority_queue。
一：deque（双端队列）
在学习容器适配器之前我们首先了解一个叫做deque的序列容器。
deque（双端队列）： 是一个双端操作，任意位置O（1）插入删除加上随机访问的序列容器，并且不需要增容，deque集合了vector和list的优点，但是deque随机访问的效率低（排序）。
- 双端队列的底层：
双端队列底层是一段假想的连续空间，实际是分段连续的 ，由一段段连续的小空间组成。
问题一： deque怎么管理这一段段连续的小空间呢？
这里deque通过中控映射的方式管理这一段段连续的小空间，中控映射其实就是一个指针数组，通过指针指向一段段连续的小空间，如果扩容，只需要考虑指针数组的扩容，这样代价就会小很多。
问题二： deque如何实现随机访问呢？
需要计算访问的数据在哪个小空间中，数据量较大的场景下耗时会比较长。
问题三： deque的迭代器结构？
first指向一段小空间的开始，last指向一段小空间的结束，cur指向迭代器当前位置，node指向中控指针数组中的结点用于切换小空间。
注意：双端队列并不符合先进先出的序列特点。
- 双端队列的应用：
双端队列被用于STL容器stack和queue的默认底层数据结构
1.stack和queue不需要遍历，只需要在固定的一端或者两端进行操作。
2.在stack中元素增长时，deque比vector的效率高(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。
二：stack（栈）
stack类的基本使用这里就不多做讲解，我们主要来研究一下stack类的模拟实现。
stack是一个封装了deque< T >容器的适配器类模板，默认实现的是一个后入先出（Last-In-First-Out，LIFO）的压入栈。stack< T > 模板定义在头文件 stack 中。
#pragma once
#include
// 用STL容器封装适配转换实现出来的stack（复用性）
namespace WJL{
// Container：容器
template<class T, class Container>
class Stack{
public:
void push(const T& x){
_con.push_back(x);
}
void pop(){
_con.pop_back();
}
size_t size(){
return _con.size();
}
bool empty(){
return _con.empty();
}
T& top(){
return _con.back();
}
private:
Container _con;
};
void Test(){
Stack<int, vector<int>> st;
//Stack> st;
st.push(1);
st.push(2);
st.push(3);
st.push(4);
st.push(5);
while (!st.empty()){
cout << st.top() << " ";
st.pop();
}
cout << endl;
}
}
输出结果：5 4 3 2 1
三：queue（队列）
queue类的基本使用这里就不多做讲解，我们主要来研究一下queue类的模拟实现。
queue是一个封装了deque< T >容器的适配器类模板，默认实现的是一个先入先出（First-In-First-Out，LIFO）的队列。queue< T > 模板定义在头文件queue中。
注意：vector不提供支持头部操作的接口，所以vector不能作为queue的适配容器。
#pragma once
#include
// 用STL容器封装适配转换实现出来的queue（复用性）
namespace WJL{
// Container：容器
template<class T, class Container>
class Queue{
public:
void push(const T& x){
_con.push_back(x);
}
void pop(){
// vector不提供pop_front()接口
_con.pop_front();
}
size_t size(){
return _con.size();
}
bool empty(){
return _con.empty();
}
T& front(){
return _con.front();
}
T& back(){
return _con_back();
}
private:
Container _con;
};
void Test(){
Queue<int, list<int>> q;
q.push(1);
q.push(2);
q.push(3);
q.push(4);
q.push(5);
while (!q.empty()){
cout << q.front() << " ";
q.pop();
}
cout << endl;
}
}
输出结果：1 2 3 4 5
四：priority_queue（优先级队列）
优先级队列是一种容器适配器，它的第一个元素总是它包含元素中优先级最高的。
4.1 优先级队列的使用
优先级队列默认使用vector作为其底层存储数据的容器，在vector上又使用了堆算法将vector中元素构造成堆的结构，默认情况下priority_queue是大堆。
#include pq;
2. 应用仿函数使小的优先级高
priority_queue<int, vector<int>, greater<int>> pq;
pq.push(3);
pq.push(1);
pq.push(9);
pq.push(4);
pq.push(2);
注：容器适配器不支持迭代器，容器适配器通常包含特殊的性质，迭代器会破坏容器适配器原有性质
while (!pq.empty()){
cout << pq.top() << " ";
pq.pop();
}
}
int main(){
test_priority_queue();
return 0;
}
4.2 优先级队列的模拟实现
优先级队列运用仿函数控制优先级大小（大小堆）。
#include pq;
priority_queue<int,vector<int>,greater<int>> pq;
pq.push(3);
pq.push(1);
pq.push(9);
pq.push(4);
pq.push(2);
while (!pq.empty()){
cout << pq.top() << " ";
pq.pop();
}
cout << endl;
}
}
运行结果：1 2 3 4 9
小结
STL中的容器适配器都是通过基础序列容器适配转换而来的，并不是原生实现的 ， 提高了代码的复用性。
需要注意的是，STL 中的容器适配器，其内部使用的基础序列容器并不是固定的，用户可以在满足特定条件的多个基础容器中自由选择。并且，容器适配器不支持迭代器，因为支持迭代器会导致适配器的性质改变。