基于探索C++特殊容器类型:容器适配器+底层实现原理


前引:容器适配器(Container Adapters)是C++标准库提供的一些特殊容器,它们基于已有的顺序容器(如vector、deque、list)实现,但提供了不同的接口以满足特定的数据结构需求。容器适配器只提供特定操作,隐藏了底层容器的部分功能。主要有三种:stack(栈)、queue(队列)和priority_queue(优先队列) ,我们一起来看看吧!
目录
适配器介绍
容器适配器是C++标准库提供的特殊容器类型,它们基于现有顺序容器实现,但提供受限接口和特定行为。它们不是完整的容器,而是对底层容器的包装
三大容器适配器
(1)stack:默认底层容器为 deque,遵循后进先出
(2)queue:默认底层容器为 deque,遵循先进先出
(3)priority_queue:默认底层容器为 vector,优先级最高者先出
特性讲解
(2)在元素访问上受限:比如 stack 只能访问栈顶元素
比如 queue 遵循先进先出,只能访问队头元素
(2)不支持迭代器的使用
(3)适用于特定的数据结构
stack的底层实现
我们上面已经说到 stack 的底层容器为 deque,虽然 deque 可以两端进出,因此需要我们封装
类模板定义
既然 stack 是通过 底层封装 deque 实现的,而我们实际在使用 stack 中,只需要一个类模板参数,因此我们推出如果要使用 deque 作为底层,应该需要缺省参数
template<class T,class contain=std::deque<T>> class stack { public: //实现 private: contain x; };这里的 contain 作为类模板参数应该是 deque<T> 数据结构类型,T 是数据类型
这个 stack 类里面其实是用的 deque 作为底层,只是通过进行了封装
deque 的存储是数组形式的,比如存1、2、3,那么数组里面应该是【1,2,3】所以注意区分如果转化为栈的话,那么栈顶应该是3的位置,注意转换!
入栈
//入栈 void push(const T& date) { //注意deque是数组形式的存储,栈顶就是数组的尾端 x.push_back(date); }出栈
//出栈 void pop() { x.pop_back(); }获取栈顶元素
//获取栈顶元素 T& top() { return x.back(); }判断栈空
//判断栈空 bool empty() { return x.empty(); }获取栈元素
//计算栈元素个数 T size() { return x.size(); }效果展示
void text1_t() { stack<int> V; V.push(10); V.push(20); V.push(30); V.push(40); V.push(50); //获取栈顶元素 std::cout << V.top() << std::endl; //获取栈元素个数 std::cout << V.size() << std::endl; //判断栈空 std::cout << V.empty() << std::endl; //出栈顶元素 V.pop(); //获取栈顶元素 std::cout << V.top(); }
queue的底层实现
类模板定义
template<class T,class contain=std::deque<T>> class queue { public: //实现 private: contain y; };入队列
//入队列 void push(const T& date) { y.push_back(date); }获取队头元素
//获取队头元素 T& front() { return y.front(); }获取队尾元素
//获取队尾元素 T& back() { return y.back(); }出队列
//出队列 void pop() { y.pop_front(); }获取队列元素个数
//计算队列元素个数 T size() { return y.size(); }判断队空
//判断队空 bool empty() { return y.empty(); }效果展示
void text2_t() { queue<int> V; V.push(10); V.push(20); V.push(30); V.push(40); V.push(50); //获取队头元素 std::cout << V.front() << std::endl; //获取队尾元素 std::cout << V.back() << std::endl; //获取队元素个数 std::cout << V.size() << std::endl; //判断队空 std::cout << V.empty() << std::endl; //出队头元素 V.pop(); //获取队头元素 std::cout << V.front(); }