【C++】stack与queue（相关接口介绍、容器适配器、deque、模拟实现）

一、stack

 1.1 stack介绍

1.  stack是一种容器适配器，专门用在具有后进先出操作的上下文环境中，其删除只能从容器的一端进行 元素的插入与提取操作。
2. stack是作为容器适配器被实现的，容器适配器即是对特定类封装作为其底层的容器，并提供一组特定 的成员函数来访问其元素，将特定类作为其底层的，元素特定容器的尾部(即栈顶)被压入和弹出。
3. stack的底层容器可以是任何标准的容器类模板或者一些其他特定的容器类，这些容器类应该支持以下 操作： empty：判空操作 back：获取尾部元素操作 push_back：尾部插入元素操作 pop_back：尾部删除元素操作
4. 标准容器vector、deque、list均符合这些需求，默认情况下，如果没有为stack指定特定的底层容器， 默认情况下使用deque。

1.2 stack的使用

二、ququq

2.1queue介绍

1. 队列是一种容器适配器，专门用于在FIFO上下文(先进先出)中操作，其中从容器一端插入元素，另一端 提取元素。
2. 队列作为容器适配器实现，容器适配器即将特定容器类封装作为其底层容器类，queue提供一组特定的 成员函数来访问其元素。元素从队尾入队列，从队头出队列。
3. 底层容器可以是标准容器类模板之一，也可以是其他专门设计的容器类。该底层容器应至少支持以下操 作: empty：检测队列是否为空 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_back：在队列尾部入队列 pop_front：在队列头部出队列
4. 标准容器类deque和list满足了这些要求。默认情况下，如果没有为queue实例化指定容器类，则使用标 准容器deque。

2.2 queue的使用

三、容器适配器

3.1什么是适配器

容器适配器不是全新的容器，而是对已有容器的再包装，通过封装和定制原有容器的部分接口，使得适配后的容器表现出特定的逻辑结构和操作规则。及可以用原有接口实现新的接口

3.2 deque的简单介绍

stack与queue默认使用的就是deque

顺序表的特点：

1. 可以随机下表访问元素
2. 在头部或者中间插入删除数据需要移动数据，效率不高
3. 扩容时有消耗

链表的特点：

1. 在哪个位置插入删除效率都很高
2. 不支持随机下标访问

        对于deque它就像是vector与list的结合版，它头插尾插、头删尾删的效率都很高、支持随机下标访问、但是美中不足的是在中间插入删除时很复杂，效率很低并且其下标访问的效率并没有vector的效率高，接下来介绍一下deque的大致结构

deque插入一个数据时，会开辟一个小数组，当这个小数组满了时，不会扩容，而是再开辟一个小数组，这些小数组通过中控指针数组管理

3.3 stack模拟实现

#include<vector>
#include<deque>
namespace zyq
{
	template<class T,class Container=deque<T>>
	class stack
	{
	public:
		void push(const T& x)
		{
			_con.push_back(x);
		}
 
		void pop()
		{
			_con.pop_back();
		}
 
		const T& top() const
		{
			return _con.back();
		}
 
		size_t size() const
		{
			return _con.size();
		}
 
		bool empty() const
		{
			return _con.empty();
		}
 
	private:
		Container _con;
	};
}

3.4 queue模拟实现

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