C++stack&queue

目录

一、stack

1.1 简要介绍

1.2 小试身手

1.3 模拟实现

二、queue

2.1 简要介绍

2.2 小试身手        

2.3 模拟实现

三、deque

3.1 简要介绍

3.2 分析底层        

四、priority_queue

4.1 简要介绍

4.2 小试身手

4.3 模拟实现

五、仿函数/函数对象 

5.1 简要介绍        

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一、stack

1.1 简要介绍

        鉴于读者如果阅读到本文，应该对上述函数（empty、size、push_back等）基本用法和功能有一定了解，因此不再赘述。读者可以在queue - C++ Reference (cplusplus.com)查询详细内容        

1.2 小试身手

150. 逆波兰表达式求值https://leetcode.cn/problems/evaluate-reverse-polish-notation/参考解法：

class Solution {
public:
    int evalRPN(vector& tokens) {
        stack st;
        for (auto& s : tokens) 
        {
            if (s == "+" || s == "-" || s == "*" || s == "/") 
            {
                int right = st.top();
                st.pop();
                int left = st.top();
                st.pop();
                switch(s[0])
                {
                    case '+':
                        st.push(left+right);
                        break;
                    case '-':
                        st.push(left-right);
                        break;
                    case '*':
                        st.push(left*right);
                        break;
                    case '/':
                        st.push(left/right);
                        break;
                    default:
                        break;
                }
            }
            else 
            {
                st.push(stoi(s));
            }
        }
        return st.top();
    }
};

        

1.3 模拟实现

#pragma once

#include 
//#include 

namespace myContainer
{    
    template>    // 复用vector
    //template>    // 复用deque
    class stack
    {
    public:
        
        void push(const T& x)
        {
            _con.push_back(x);
        }
        void pop()
        {
            _con.pop_back();
        }
        T& top()
        {
            return _con.back();
        }
        const T& top()const
        {
            return _con.back();
        }
        size_t size()const
        {
            return _con.size();
        }
        bool empty()const
        {
            return _con.empty();
        }
    private:
        Container _con;
    };
}

效果演示：

        

        

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二、queue

2.1 简要介绍

        

2.2 小试身手        

102. 二叉树的层序遍历https://leetcode.cn/problems/binary-tree-level-order-traversal/参考解法：

​
class Solution {
public:
    vector> levelOrder(TreeNode* root) {
        queue q;
        int levelSize = 0;
        if (root)
        {
            q.push(root);
            levelSize = 1;
        }

        vector> vv;
        while (!q.empty())
        {
            vector v;
            while (levelSize--)
            {
                TreeNode* front = q.front();
                q.pop();
                v.push_back(front->val);
                if (front->left)
                {
                    q.push(front->left);
                }
                if (front->right)
                {
                    q.push(front->right);
                }
            }

            vv.push_back(v);
            // 队列中的数据个数就是下一层的数据个数
            levelSize = q.size();
        }
        return vv;
    }
};

​

        

2.3 模拟实现

#pragma once

#include 

namespace myContainer
{
    template>
    class queue
    {
    public:
        
        void push(const T& x)
        {
            _con.push_back(x);
        }
        void pop()
        {
            _con.pop_front();
        }
        T& front()
        {
            return _con.front();
        }
        T& back()
        {
            return _con.back();
        }
        const T& front()const
        {
            return _con.front();
        }
        const T& back()const
        {
            return _con.back();
        }
        size_t size()const
        {
            return _con.size();
        }
        bool empty()const
        {
            return _con.empty();
        }
    private:
        Container _con;
    };
}

效果演示：

        

        

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三、deque

deque -- 双队列        

3.1 简要介绍

        deque结合了vector和list两者的优势并融合起来，同时必然地，deque比不过vector和list的优势区间，deque就好比一个六边形战士，杂而不精。deque的用法与vector和list几乎相同，这里不再赘述。先前我们模拟实现stack和queue的时候也都可以复用deque。      

3.2 分析底层        

        

        

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四、priority_queue

priority_queue -- 优先级队列

4.1 简要介绍

我们可以看到，优先级队列的底层实际上是vector，但是数据的排列方式更像是堆

使用演示：

4.2 小试身手

215. 数组中的第K个最大元素https://leetcode.cn/problems/kth-largest-element-in-an-array/参考解法：

class Solution {
public:
    int findKthLargest(vector& nums, int k) {
        priority_queue pq(nums.begin(), nums.end());
        while (--k)
            pq.pop();
        return pq.top();
    }
};

        

4.3 模拟实现

template
class Less
{
public:
    bool operator()(const T& x, const T& y)
    {
        return x < y;
    }
};

template
class Greater
{
public:
    bool operator()(const T& x, const T& y)
    {
        return x > y;
    }
};
// class Less 和 class Greater 都是函数对象，具体知识参考后文


namespace my_pq
{
	template, class Compare = Less>
	class priority_queue
	{
	public:
		priority_queue()
		{}

		template 
		priority_queue(InputIterator first, InputIterator last)
			:_con(first, last)
		{
			for (int i = (_con.size() - 2) / 2; i >= 0; --i)
			{
				adjust_down(i);
			}
		}

		void adjust_up(int child)
		{
			int parent = (child - 1) / 2;
			while (child > 0)
			{
				if (com(_con[parent], _con[child]))
				{
					swap(_con[child], _con[parent]);
					child = parent;
					parent = (child - 1) / 2;
				}
				else
				{
					break;
				}
			}
		}

		void adjust_down(int parent)
		{
			size_t child = parent * 2 + 1;
			while (child < _con.size())
			{
				if (child + 1 < _con.size() && com(_con[child], _con[child + 1]))
				{
					++child;
				}

				if (com(_con[parent], _con[child]))
				{
					swap(_con[child], _con[parent]);
					parent = child;
					child = parent * 2 + 1;
				}
				else
				{
					break;
				}
			}
		}

		void push(const T& x)
		{
			_con.push_back(x);
			adjust_up(_con.size() - 1);
		}

		void pop()
		{
			swap(_con[0], _con[_con.size() - 1]);
			_con.pop_back();
			adjust_down(0);
		}

		const T& top()
		{
			return _con[0];
		}

		bool empty()
		{
			return _con.empty();
		}

		size_t size()
		{
			return _con.size();
		}
	private:
		Container _con;
        Compare com;
	};
}

效果演示：
        

        

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五、仿函数/函数对象 

5.1 简要介绍        

        仿函数实际上并不是函数，只是使用起来与函数非常相似，故称为仿函数。本质上它是一个函数对象，我们通过一段代码来了解一下        

        借助模板和仿函数，我们就可以减少函数指针的使用，当然它也可以作为函数参数，为其它函数所用

void qsort (void* base, size_t num, size_t size,
            int (*compar)(const void*,const void*));        
        这样的函数指针谁也不喜欢用

我们还可以把仿函数用在其它类中，例如上面模拟实现的 priority_queue

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