容器适配器 stack、queue、priority_queue

stack 是一种容器适配器,为什么叫它适配器呢?适配器是啥意思?

就是把一种接口转换为另一种接口, 在 C++ 封装了一些基本的容器,使之具备了新的调用接口(函数功能),就比如把 deque 封装一下变为一个具有 stack 功能的数据结构,新得到的数据结构就叫适配器,C++ 中适配器一共有三种,分别是 stack,queue ,priority_queue;


queue (队列)也是一种容器适配器,从队尾端插入元素,队头端弹出元素

优先级队列 priority_queue 也是容器适配器,其底层结构并不是 deque, 而是 vector 数组,第一个元素总是最大的,依次降之,在 vector 上又使用了堆算法将 vector 中元素构造成堆的结构,因此 priority_queue 可以看做是堆,:默认情况下 priority_queue 是大堆

基本操作

	// 默认情况下,创建的是大堆,其底层按照小于号比较
	vector<int> v{
      3,2,7,6,0,4,1,9,8,5 };
	priority_queue<int> q1(v.begin(),v.end());

	cout << q1.top() << endl;//9
	// 如果要创建小堆,将第三个模板参数换成greater比较方式
	priority_queue<int, vector<int>, greater<int>> q2(v.begin(), v.end());
	cout << q2.top() << endl;//0

如果优先级队列放的是自定义数据类型,还需要程序猿重载 > 和 < 符号以及 cout<< ,有时候还需要提供比较器的规则

stack 和 queue 为什么不选择 list 或 vector 最为底层结构

stack 是一种后进先出的特殊线性数据结构,因此只要具有push_back()和pop_back()操作的线性结构,所以其实 vector 和 list 都可以作为 stack 的底层结构,但是为什么选择 deque 是因为 stack 和 queue 不需要遍历,只需要固定在一端或两端操作即可,还有一个理由就是 stack 在元素增长的时候,deque 比 vector 效率高,而且内存使用率也高。


stack 模拟实现

template<class T, class Con = deque<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:
	Con _c;
};

queue 模拟实现

template<class T, class Con = deque<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:
	Con _c;
};

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