STL详解—— stack和queue的模拟实现

Posted 2021-09-26 2021dragon

文章目录

• 容器适配器
• stack的模拟实现
• queue的模拟实现

stack和queue的模拟实现都比较简单，所以这里就一起进行实现。

容器适配器

stack和queue有一点需要注意的是，虽然stack和queue中也可以存放元素，但在STL中并没有将其划分在容器的行列，而是将其称为容器适配器，这是因为stack和queue只是对其他容器的接口进行了包装，STL中stack和queue默认使用deque容器。
在stack和queue的类模板声明当中我们就可以看到，它们的模板参数有两个，第一个是stack和queue当中所存储的元素类型，而另一个就是指定使用的容器类型。只不过当我们不指定使用何种容器的情况下，stack和queue都默认使用deque作为指定容器。


简单理解： 学过数据结构后我们都知道，stack和queue既可以使用顺序表实现，也可以使用链表实现。在这里我们若是定义一个stack，并指定使用vector容器，则定义出来的stack实际上就是对vector容器进行了包装

stack的模拟实现

知道了容器适配器后，stack的模拟实现就显得相当简单，我们只需要调用所指定容器的各个成员函数即可实现stack的各个函数接口。

成员函数	函数作用	实现方法
push	元素入栈	调用所指定容器的push_back
pop	元素出栈	调用所指定容器的pop_back
top	获取栈顶元素	调用所指定容器的back
size	获取栈中有效元素个数	调用所指定容器的size
empty	判断栈是否为空	调用所指定容器的empty
swap	交换两个栈中的数据	调用所指定容器的swap

实现代码如下：

namespace cl //防止命名冲突
{
	template<class T, class Container = std::deque<T>>
	class stack
	{
	public:
		//元素入栈
		void push(const T& x)
		{
			_con.push_back(x);
		}
		//元素出栈
		void pop()
		{
			_con.pop_back();
		}
		//获取栈顶元素
		T& top()
		{
			return _con.back();
		}
		const T& top() const
		{
			return _con.back();
		}
		//获取栈中有效元素个数
		size_t size() const
		{
			return _con.size();
		}
		//判断栈是否为空
		bool empty() const
		{
			return _con.empty();
		}
		//交换两个栈中的数据
		void swap(stack<T, Container>& st)
		{
			_con.swap(st._con);
		}
	private:
		Container _con;
	};
}

queue的模拟实现

同样的方式，我们也是通过调用所指定容器的各个成员函数来实现queue的。

成员函数	函数作用	实现方法
push	队尾入队列	调用所指定容器的push_back
pop	队头出队列	调用所指定容器的pop_front
front	获取队头元素	调用所指定容器的front
back	获取队尾元素	调用所指定容器的back
size	获取队列中有效元素个数	调用所指定容器的size
empty	判断队列是否为空	调用所指定容器的empty
swap	交换两个队列中的数据	调用所指定容器的swap

实现代码如下：

namespace cl //防止命名冲突
{
	template<class T, class Container = std::deque<T>>
	class queue
	{
	public:
		//队尾入队列
		void push(const T& x)
		{
			_con.push_back(x);
		}
		//队头出队列
		void pop()
		{
			_con.pop_front();
		}
		//获取队头元素
		T& front()
		{
			return _con.front();
		}
		const T& front() const
		{
			return _con.front();
		}
		//获取队尾元素
		T& back()
		{
			return _con.back();
		}
		const T& back() const
		{
			return _con.back();
		}
		//获取队列中有效元素个数
		size_t size() const
		{
			return _con.size();
		}
		//判断队列是否为空
		bool empty() const
		{
			return _con.empty();
		}
		//交换两个队列中的数据
		void swap(queue<T, Container>& q)
		{
			_con.swap(q._con);
		}
	private:
		Container _con;
	};
}