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- 作者: 多梦笔记
- 时间: 2026年02月17日 15:18
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- 适配器
- stack的简要介绍 2. stack的简单使用
- queue的简要介绍 4. queue的简单使用 STL标准库中stack和queue的底层结构 deque简单介绍
- stack的模拟实现
- queue的模拟实现 0. 适配器 在文章开始前我们先了解一下适配器的概念 适配器是一种设计模式(设计… 目录
- 适配器
- stack的简要介绍 2. stack的简单使用
- queue的简要介绍 4. queue的简单使用 STL标准库中stack和queue的底层结构 deque简单介绍
- stack的模拟实现
- queue的模拟实现 0. 适配器 在文章开始前我们先了解一下适配器的概念 适配器是一种设计模式(设计模式是一套被反复使用的多数人知晓的经过分类编目的代码设计经验的总结)该种模式是将一个类的接口转换成客户希望的另外一个接口。 1. stack的简要介绍 是一个容器适配器提供了后进先出(或先进后出)的数据结构其元素仅能从容器的一端插入和提取。 使用特定容器类的封装对象作为其底层容器的类提供一组特定的成员函数来访问其元素。元素从特定容器的背面出栈 2. stack的简单使用 函数说明接口说明stack()构造空的栈empty()检测stacksize()返回stack中元素的个数top()返回栈顶元素的引用push()将元素val压入stack中pop()将stack中最后入栈的元素弹出 如下代码所示 #includeiostream #includestack #includequeue using namespace std;int main() {stackint st;st.push(1);//往栈里压入元素st.push(12);st.push(123);st.push(1234);while (!st.empty())//如果栈里没有元素了就停止循环{cout 栈里的元素个数为: st.size() 栈顶的元素为: st.top() endl;st.pop();//删除栈里的元素后进来的先出去所以先删1234}return 0; } 输出结果如下图所示 验证了我们所说的后入栈的先出栈而栈顶的元素就是最后入栈的元素(如果入栈过程中没有元素提前pop出栈)。
- queue的简要介绍 队列是一种容器适配器专门用于先进先出中操作从容器一端插入元素另一端提取元素。 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。 4. queue的简单使用 函数声明接口说明queue()构造空的队列empty()检测队列是否为空是返回true否则返回falsesize()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()在队尾将元素val入队pop()将队头元素出队列 标准容器类deque和list满足了这些要求如果我们没为queue实例化指定容器类(没使用下方定义)则其默认使用deque。 queueint,listint qu; 代码如下 #includeiostream #includestack #includequeue #includelist using namespace std;int main() {//queueint,listint qu;queueint qu;qu.push(1);//元素入队qu.push(12);qu.push(123);qu.push(1234);while (!qu.empty())//如果队列里里没有元素了就停止循环{cout 队列里的元素个数为: qu.size() 队头的元素为: qu.front() 队尾的元素为: qu.back() endl;qu.pop();//删除队列里的元素先进来的先出去所以先删1}return 0; } 输出结果如下 可以直观的看到先入队的队头元素先出队了后入队的队尾元素后出队 STL标准库中stack和queue的底层结构 虽然stack和queue中也可以存放元素但在STL中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 deque简单介绍 deque(双端队列)是一种双开口的“连续”空间的数据结构双开口的含义是: 可以在头尾两端进行插入和删除操作且时间复杂度为O(1),与vector比较头插效率高不需要搬移元素与list比较空间利用率比较高。 其并不是真正的连续的空间而是由一段段连续的小空间拼接而成实际deque类似一个动态的二维数组 双端队列底层是一段假想的连续空间实际是分段连续的为了维护其“整体连续”以及随机访问的假象就交给deque的迭代器了所以deque的迭代器设计就比较复杂 迭代器元素与功能大致有 1. cur :用来遍历当前数组 2. first :指向一个数组的头 3. last :指向一个数组的尾 4. node :指向一个数组 优 与vector相比头插(如果前面没有空间了就在前面再开一个数组将元素插入新开辟数组的最后的位置)和尾删时不需要搬移元素效率特别高而且在扩容时也不需要搬移大量的元素因此效率比vector高与list相比其底层有连续空间空间利用率比较高不需要存储额外字段 劣 不适合遍历在遍历时deque的迭代器要去频繁地检测其是否移动到某段小空间的边界导致效率低下而有些场景中可能经常需要遍历因此在实际中需要线性结构时大多数情况下优先考虑vector和listdeque的应用并不多STL用其作为stack和queue的底层数据结构。 5. stack的模拟实现 默认使用deque的原因 1. 头插头删效率极高又不需要遍历 2. 扩容不用搬移元素比vector强 实现非常简单我们用容器自带的接口来实现即可 #includeiostream #includedeque #includelist #includevector using namespace std; namespace Pc {//templateclass T, class container vectorT //templateclass T, class container listT templateclass T, class container dequeT class stack{public:stack(){}void push(const T x){_sta.push_back(x);}void pop(){_sta.pop_back();}T top(){return _sta.back();//传最后的引用返回}const T top() const{return _sta.back();//传最后的引用返回}size_t size() const{return _sta.size();}bool empty(){return _sta.empty();}private:container _sta;}; } 由于我们上面的push_back、pop_back、size等无论list、vector还是deque都有所以这三个容器都可以实现
- queue的模拟实现 默认使用deque的原因 1. 依然是不需要遍历只需要尾插头删(vector没有头删) 2. deque元素在内存中相对集中减少了缓存未命中的次数提高程序运行效率。list元素太过分散缓存命中率低 实现代码如下 #includeiostream #includedeque #includelist #includevector using namespace std; namespace Pc {//templateclass T, class container listT templateclass T, class container dequeT class queue{public:queue(){}void push(const T x){_que.push_back(x);}void pop(){_que.pop_front();}T back(){return _que.back();//传最后的引用返回}const T back() const{return _que.back();//传最后的引用返回}T front(){return _que.front();//传最后的引用返回}const T front() const{return _que.front();//传最后的引用返回}size_t size() const{return _que.size();}bool empty(){return _que.empty();}private:container _que;}; } 这篇就到这里啦~づ3づ╭❤
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