目录
一、stack的介绍和使用
1.1 stack的介绍
1.2 stack的使用
1.3 stack的模拟实现
二、queue的介绍和使用
2.1 queue的介绍
2.2 queue的使用
2.3 queue的模拟实现
三、priority_queue的介绍和使用
3.1 priority_queue的介绍和使用
3.2 priority_queue的使用
3.4 priority_queue的模拟实现
四、容器适配器
4.1 什么是适配器
4.2 STL标准库中stack和queue的底层结构
4.3 deque的简单介绍
4.3.1 deque的原理介绍
4.3.2 deque的缺陷
4.4 为什么选择deque作为stack和queue的底层默认容器
4.5 STL标准库中对于stack和queue的模拟实现
4.5.1 stack的模拟实现
4.5.2 queue的模拟实现
stack的文档介绍
函数说明 | 接口说明 |
stack() | 构造空的栈 |
empty() | 检测stack是否为空 |
size() | 返回stack中元素的个数 |
top() | 返回栈顶元素的引用 |
push() | 将元素val压入stack中 |
pop() | 将stack中尾部的元素弹出 |
例题:
LeetCode155 最小栈
class MinStack
{
public:
void push(int x)
{
// 只要是压栈,先将元素保存到_elem中
_elem.push(x);
// 如果x小于_min中栈顶的元素,将x再压入_min中
if(_min.empty() || x <= _min.top())
_min.push(x);
}
void pop()
{
// 如果_min栈顶的元素等于出栈的元素,_min顶的元素要移除
if(_min.top() == _elem.top())
_min.pop();
_elem.pop();
}
int top()
{
return _elem.top();
}
int getMin()
{
return _min.top();
}
private:
// 保存栈中的元素
std::stack _elem;
// 保存栈的最小值
std::stack _min;
};
牛客网JZ31 栈的压入、弹出序列
class Solution
{
public:
bool IsPopOrder(vector pushV,vector popV)
{
//入栈和出栈的元素个数必须相同
if(pushV.size() != popV.size())
return false;
// 用s来模拟入栈与出栈的过程
int outIdx = 0;
int inIdx = 0;
stack s;
while(outIdx < popV.size())
{
// 如果s是空,或者栈顶元素与出栈的元素不相等,就入栈
while(s.empty() || s.top() != popV[outIdx])
{
if(inIdx < pushV.size())
s.push(pushV[inIdx++]);
else
return false;
}
// 栈顶元素与出栈的元素相等,出栈
s.pop();
outIdx++;
}
return true;
}
};
LeetCode150 逆波兰表达式求值
class Solution {
public:
int evalRPN(vector& tokens)
{
stack s;
for (size_t i = 0; i < tokens.size(); ++i)
{
string& str = tokens[i];
// str为数字
if (!("+" == str || "-" == str || "*" == str || "/" == str))
{
s.push(atoi(str.c_str()));
}
else
{
// str为操作符
int right = s.top();
s.pop();
int left = s.top();
s.pop();
switch (str[0])
{
case '+':
s.push(left + right);
break;
case '-':
s.push(left - right);
break;
case '*':
s.push(left * right);
break;
case '/':
// 题目说明了不存在除数为0的情况
s.push(left / right);
break;
}
}
}
return s.top();
}
};
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
namespace bite
{
template
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 _c;
};
}
queue的文档介绍
函数声明 | 接口说明 |
queue() | 构造空的队列 |
empty() | 检测队列是否为空,是返回true,否则返回false |
size() | 返回队列中有效元素的个数 |
front() | 返回队头元素的引用 |
back() | 返回队尾元素的引用 |
push() | 在队尾将元素val入队列 |
pop() | 将队头元素出队列 |
#include
namespace bite
{
template
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 _c;
};
}
priority_queue文档介绍
函数声明 | 接口说明 |
priority_queue()/priority_queue(first, last) | 构造一个空的优先级队列 |
empty() |
检测优先级队列是否为空,是返回 true ,否则返回 false
|
top() | 返回优先级队列中最大(最小元素),即堆顶元素 |
push() | 在优先级队列中插入元素x |
pop() | 删除优先级队列中最大(最小)元素,即堆顶元素 |
#include
#include
#include // greater算法的头文件
void TestPriorityQueue()
{
// 默认情况下,创建的是大堆,其底层按照小于号比较
vector v{3,2,7,6,0,4,1,9,8,5};
priority_queue q1;
for (auto& e : v)
q1.push(e);
cout << q1.top() << endl;
// 如果要创建小堆,将第三个模板参数换成greater比较方式
priority_queue, greater> q2(v.begin(), v.end());
cout << q2.top() << endl;
}
class Date
{
public:
Date(int year = 1900, int month = 1, int day = 1)
: _year(year)
, _month(month)
, _day(day)
{}
bool operator<(const Date& d)const
{
return (_year < d._year) ||
(_year == d._year && _month < d._month) ||
(_year == d._year && _month == d._month && _day < d._day);
}
bool operator>(const Date& d)const
{
return (_year > d._year) ||
(_year == d._year && _month > d._month) ||
(_year == d._year && _month == d._month && _day > d._day);
}
friend ostream& operator<<(ostream& _cout, const Date& d)
{
_cout << d._year << "-" << d._month << "-" << d._day;
return _cout;
}
private:
int _year;
int _month;
int _day;
};
void TestPriorityQueue()
{
// 大堆,需要用户在自定义类型中提供<的重载
priority_queue q1;
q1.push(Date(2018, 10, 29));
q1.push(Date(2018, 10, 28));
q1.push(Date(2018, 10, 30));
cout << q1.top() << endl;
// 如果要创建小堆,需要用户提供>的重载
priority_queue, greater> q2;
q2.push(Date(2018, 10, 29));
q2.push(Date(2018, 10, 28));
q2.push(Date(2018, 10, 30));
cout << q2.top() << endl;
}
例题:LeetCode215 数组中的第K个最大元素
class Solution
{
public:
int findKthLargest(vector& nums, int k)
{
// 将数组中的元素先放入优先级队列中
priority_queue p(nums.begin(), nums.end());
// 将优先级队列中前k-1个元素删除掉
for(int i= 0; i < k-1; ++i)
{
p.pop();
}
return p.top();
}
};
#pragma once
#include
using namespace std;
#include
// priority_queue--->堆
namespace casso
{
template
struct less
{
bool operator()(const T& left, const T& right)
{
return left < right;
}
};
template
struct greater
{
bool operator()(const T& left, const T& right)
{
return left > right;
}
};
template, class Compare = less>
class priority_queue
{
public:
// 创造空的优先级队列
priority_queue() : c() {}
template
priority_queue(Iterator first, Iterator last)
: c(first, last)
{
// 将c中的元素调整成堆的结构
int count = c.size();
int root = ((count - 2) >> 1);
for (; root >= 0; root--)
AdjustDown(root);
}
void push(const T& data)
{
c.push_back(data);
AdjustUP(c.size() - 1);
}
void pop()
{
if (empty())
return;
swap(c.front(), c.back());
c.pop_back();
AdjustDown(0);
}
size_t size()const
{
return c.size();
}
bool empty()const
{
return c.empty();
}
// 堆顶元素不允许修改,因为:堆顶元素修改可以会破坏堆的特性
const T& top()const
{
return c.front();
}
private:
// 向上调整
void AdjustUP(int child)
{
int parent = ((child - 1) >> 1);
while (child)
{
if (Compare()(c[parent], c[child]))
{
swap(c[child], c[parent]);
child = parent;
parent = ((child - 1) >> 1);
}
else
{
return;
}
}
}
// 向下调整
void AdjustDown(int parent)
{
size_t child = parent * 2 + 1;
while (child < c.size())
{
// 找以parent为根的较大的孩子
if (child + 1 < c.size() && Compare()(c[child], c[child + 1]))
child += 1;
// 检测双亲是否满足情况
if (Compare()(c[parent], c[child]))
{
swap(c[child], c[parent]);
parent = child;
child = parent * 2 + 1;
}
else
return;
}
}
private:
Container c;
};
}
void TestQueuePriority()
{
casso::priority_queue q1;
q1.push(5);
q1.push(1);
q1.push(4);
q1.push(2);
q1.push(3);
q1.push(6);
cout << q1.top() << endl;
q1.pop();
q1.pop();
cout << q1.top() << endl;
vector v{ 5,1,4,2,3,6 };
casso::priority_queue, casso::greater> q2(v.begin(), v.end());
cout << q2.top() << endl;
q2.pop();
q2.pop();
cout << q2.top() << endl;
}
#include
namespace casso
{
template>
//template>
//template>
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;
};
}
#include
#include
namespace casso
{
template>
//template>
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;
};
}