STL容器适配器 stack, queue

Posted 2020-08-19

　　stack是一种后进先出（last in first out）的数据结构。它只有一个出口，如图所示。stack允许新增元素，删除元素，取得最顶端元素。但除了最顶端外，没有其他任何地方可以存储stack的其他元素，换言之，stack不允许有遍历行为。

将元素推入stack的操作称为push, 将元素推出stack的操作称为pop.

 

 

 　　为什么将stack称为适配器呢？我们先来看看适配器是怎么定义的。具有这种“修改某物接口，形成另一种风貌”之性质者，称为adapter（适配器）。换言之，由于stack的性质，可以使用vector或deque或list为底部结构进行一定的修改，轻易形成一个stack.

　　来看看stack的模板声明：

template<class T, class Sequence = deque<T>>
class stack {
// …
protected:
    Sequeue c;  //底层容器
public:
　  bool empty() const  { return  c.empty(); }
    size_type size() const { return  c.size(); }
    reference top() { return  c.back(); }
    const_reference top() { return  c.back(); }
    void push(const value_type& x) { c.push_back(x); }
    void pop() { c.pop_back(); }
};

　　stack有2个模板参数，第二个Sequence(底层容器)默认的为deque。当然如果我们需要使用vector或list的话，必须自己指定出来。

　　测试代码：

#include <stack>
#include <list>
#include <vector>
#include <iostream>
#include <algorithm>
using namespace std;

int main()
{
//  stack<int, vector<int>> mystack;      // 底层容器使用vector
//  stack<int, deque<int>> mystack;       // 底层容器使用deque (默认情况下）
    stack<int, list<int>> mystack;        // 底层容器使用list
    
    
    mystack.push(1);
    mystack.push(3);
    mystack.push(6);
    mystack.push(7);
    mystack.push(2);
    
    cout << mystack.size() << endl;     // 5
    cout << mystack.top() << endl;      // 2
    
    mystack.pop();
    cout << mystack.top() << endl;      // 7
    mystack.pop();
    cout << mystack.top() << endl;      // 6
    mystack.pop();
    cout << mystack.top() << endl;      // 3
    
    cout << mystack.size() << endl;     // 2
    
    return 0;
}

　　queue(队列)是一种先进先出（first in first out）的数据结构。他有两个端口，如下图所示。queue允许新增元素，删除元素，从最底端加入元素，取得最顶端元素等，但除了最底端可以加入，最顶端可以取出外，没有任何其他方法可以存取queue的其他元素。换言之，queue不允许有遍历行为。

　　将元素推入queue的操作称为push, 将元素推出queue的操作称为pop.

　　来看看queue的模板声明：

template<class T, class Sequence = deque<T>>
class queue {
// …
protected:
    Sequeue c;  //底层容器
public:
　  bool empty() const  { return  c.empty(); }
    size_type size() const { return  c.size(); }
    reference front() { return  c.front(); }
    const_reference front() { return  c.front(); }
    reference back() { return  c.back(); }
    const_reference back() { return  c.back(); }
    void push(const value_type& x) { c.push_back(x); }
    void pop() {c.pop_front(); }
};

　　由于queue的结构性质，无法使用vector作为其底层容器（由于效率问题，vector类并未定义相关front函数），我们可以使用deque(默认）和list作为它的底层容器。　　

　　测试代码：

#include <queue>
#include <list>
#include <iostream>
#include <algorithm>
using namespace std;

int main()
{

 // queue<int, deque<int>> myque;  // 使用deque作为底层容器（默认）
    queue<int, list<int>> myque;   // 使用list作为底层容器
    
    myque.push(1);
    myque.push(3);
    myque.push(6);
    myque.push(7);
    myque.push(2);
    
    cout << myque.size() << endl;       // 5
    cout << myque.front() << endl;      // 1
    
    myque.pop();
    cout << myque.front() << endl;      // 3
    myque.pop();
    cout << myque.front() << endl;      // 6
    myque.pop();
    cout << myque.front() << endl;      // 7
    
    cout << myque.size() << endl;       // 2
    
    return 0;
}

　　特别注意，由于stack,queue的特性，它们没有迭代器。