STL---Stack和Queue

一、stack的介绍和使用

(1)介绍

翻译:
(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。

        为什么stack叫做一种容器适配器呢?其实是因为stack本事的实现是在deque这种数据结构上实现的,就相当于stack本身就是个盒子,里面装了一个deque,利用deque中的成员函数来实现自己的需要(我们在后面会有详解)

(2)使用

二、stack的模拟实现

在这里我们为了方便,没有像库中一样使用deque而是使用了较为简单的vector,而且从这里可以看出来,stack的实现非常的简单,仅仅只是复用了vector的一些成员函数就完成了,根本不需要我们来写

三、queue的介绍和使用

(1)介绍

翻译:
(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)使用

四、queue的模拟实现

        因为queue需要涉及到尾入头删,如果使用vector来挪动数据覆盖则会导致效率太低,所以我们这里选择使用list来模拟实现queue

五、容器适配器

        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和queue在STL标准库中的底层结构

        虽然stack和queue中也可以存放元素,但是在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,在STL中stack和queue都是对deque的封装。

(2)deque的简单介绍

        deque(双端队列):是一种双开口的“连续”的空间的数据结构,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(内存碎片少)。

        但是deque并不是真正连续的空间,而是由一段段连续的小空间拼接而成的,实际deque类似于一个动态的二维数组,其底层结构如下图所示:

        双端队列底层是一段假象的连续空间,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,落在了deque的迭代器身上,因此deque的迭代器设计就比较复杂,如下图所示:

那deque是如何借助其迭代器维护其假想连续的结构呢?

(3)deque真的是六边形战士吗?

        与vector比较,deque的优势是:头部插入和删除时,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,因此其效率是必比vector高的
        与list比较,其底层是连续空间,空间利用率比较高,不需要存储额外字段。
但是,deque有一个致命缺陷:不适合遍历,因为在遍历时,deque的迭代器要频繁的去检测其是否移动到某段小空间的边界,导致效率低下,而序列式场景中,可能需要经常遍历,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list,deque的应用并不多,而目前能看到的一个应用就是,STL用其作为stack和queue的底层数据结构。

(4)为什么选择deque作为stack和queue的底层默认容器

        stack是一种后进先出的特殊线性数据结构,因此只要具有push_back()和pop_back()操作的线性结构,都可以作为stack的底层容器,比如vector和list都可以;queue是先进先出的特殊线性数据结构,只要具有push_back和pop_front操作的线性结构,都可以作为queue的底层容器,比如list。但是STL中对stack和queue默认选择deque作为其底层容器,主要是因为:
(1)stack和queue不需要遍历(因此stack和queue没有迭代器),只需要在固定的一端或者两端进行操作。
(2) 在stack中元素增长时,deque比vector的效率高(扩容时不需要搬移大量数据);queue中的元素增长时,deque不仅效率高,而且内存使用率高。
        结合了deque的优点,而完美的避开了其缺陷。可以说deque相当于一个各方面都还不错的人,但是list和vector是在某一个领域做到极端的人

(5)STL标准库中对于stack和queue的模拟实现

        可以看到和我们上面唯一不同的地方就是模板参数中加入了一个缺省值,让stack默认使用的就是deque的接口,同理可以来看看queue的模拟实现:

    
    

本文来自互联网用户投稿,该文观点仅代表作者本人,不代表本站立场。本站仅提供信息存储空间服务,不拥有所有权,不承担相关法律责任。如若转载,请注明出处:http://www.mzph.cn/news/637931.shtml

如若内容造成侵权/违法违规/事实不符,请联系多彩编程网进行投诉反馈email:809451989@qq.com,一经查实,立即删除!

相关文章

微服务环境搭建:docker+nacos单机

nacos需要连接mysql,持久化相关配置。 1. 部署好mysql后,新建nacos数据库然后初始化nacos脚本 -- -------------------------------------------------------- -- 主机: 192.168.150.101 -- 服务器版本: …

c#调用matlab生成的COM DLL,Matlab GUI程序封装成exe文件并在不安装Matlab的电脑上运行

最近根据需求用Matlab写了一个简单的软件,但需要安装到其他电脑上运行,倒腾了很久最终成功在其他电脑上运行,现将方法共享给大家。安装方法:①程序封装 首先用Matlab写完程序并封装好(我用的是Matlab2018b,…

【Linux系统编程】环境变量详解

文章目录 1. 环境变量的基本概念2. 如何理解呢?(测试PATH)2.1 切入点1查看具体的环境变量原因剖析常见环境变量 2.2 切入点2给PATH环境变量添加新路径将我们自己的命令拷贝到PATH已有路径里面 2.3 切入点3 3. 显示所有环境变量4. 测试HOME5. …

JNPF低代码开发平台总体架构介绍

目录 一、JNPF介绍 二、团队能力 三、技术选型 1.后端技术栈 2.前端技术栈 3.数据库支持 四、JNPF界面示意图 五、开发环境 一、JNPF介绍 JNPF是一款企业级低代码开发平台。基于Springboot、Vue技术,采用微服务、前后端分离架构,基于可视化数据建…

【论文解读】用于代码处理的语言模型综述

目录 1.简要介绍 2.代码处理的语言模型的评估 3.通用语言模型 4.用于代码处理的特定语言模型 5.语言模型的代码特性 6.软件开发中的LLM 7.结论与挑战 ​​​​​​​1.简要介绍 在这项工作中,论文系统地回顾了在代码处理方面的最新进展,包括50个模…

Ubuntu下安装Gazebo仿真器

Ubuntu下安装Gazebo仿真器 Gazebo仿真平台通常需要配合ROS使用,因此需要先安装ROS。可以参考ROS安装教程 首先安装一些必要的工具 sudo apt-get update sudo apt-get install lsb-release wget gnupg修改源 sudo wget https://packages.osrfoundation.org/gazebo…

cpp_12_异常处理

1 异常理论 1.1 何为异常? 在实际运行环境中发生,却在设计、编码、测试阶段无法预料的,各种潜在的问题。 1.2 报告异常的2种机制 1)通过 return 返回值报告异常信息: 所有局部对象都能正确地被析构、被释放 定位错…

中仕教育:公务员政审需要哪些材料?

公务员政审则是公务员招聘过程中的重要环节,政审需要哪些材料呢? 一、个人基本信息 1. 身份证、户口本原件及复印件; 2. 学历学位证书原件及复印件; 3. 近期免冠一寸彩色照片2张; 4. 无犯罪记录证明材料; 5. 个人自传 6. 提供本人的现实表现证明材料(应届生…

【数据结构初阶】——顺序表

本文由睡觉待开机原创,转载请注明出处。 本内容在csdn网站首发 欢迎各位点赞—评论—收藏 如果存在不足之处请评论留言,共同进步! 这里写目录标题 1.数据结构2.顺序表线性表顺序表的结构 3.动态顺序表的实现 1.数据结构 数据结构的概念&…

UKP3d的管道编辑

山西这家用户在使用UKP3d时,提出以下问题: 1、stp导入的模型怎么测量距离;另外需要把某一个点移动至原点坐标,这个怎么操作呢? 回复:dist(主要是捕捉点,推荐使用(开启精…

Java面试汇总——jvm篇

目录 JVM的组成: 1、JVM 概述(⭐⭐⭐⭐) 1.1 JVM是什么? 1.2 JVM由哪些部分组成,运行流程是什么? 2、什么是程序计数器?(⭐⭐⭐⭐) 3、介绍一下Java的堆(⭐⭐⭐⭐) 4、虚拟机栈(⭐⭐⭐⭐) 4.1 什么是虚拟机栈&…

Spark面试题

1. spark core 1.简述hadoop 和 spark的不同点(为什么spark更快)♥♥♥ shuffle都是需要落盘的,因为在宽依赖中需要将上一个阶段的所有分区数据都准备好,才能进入下一个阶段,那么如果一直将数据放在内存中&#xff0c…

【iOS】UICollectionView的基本使用

使用UITableView作为表格来展示数据完全没有问题,但仍有许多局限性,对于一些更加复杂的布局样式,就有些力不从心了 比如,UITableView只允许表格每一行只能显示一个cell,而不能在一行中显示多个cell,对于这…

数据结构_C++语言描述_高教出版社

contents 前言一、绪论1.1 数据分析结构存储算法计算1.1.1 逻辑结构1.1.2 存储结构1.1.3 算法实现 1.2 数据类型1.3 算法方法 二、线性表2.1 线性表的逻辑结构2.2 线性表的存储结构2.2.1 顺序存储结构2.2.2 链式存储结构 2.3 线性表的操作算法2.3.1 顺序表的操作算法2.3.2 链表…

【c++函数重载】

文章目录 一. 命名空间二 .全缺省参数和半缺省参数三 . 函数重载 一. 命名空间 1.不指定域:先在局部找,再全局。 2. 指定域:到指定的命名空间去找。 3. 当把指定命名空间放开时,即using namespace std;例如放开标准c库…

5.2 基于深度学习和先验状态的实时指纹室内定位

文献来源 Nabati M, Ghorashi S A. A real-time fingerprint-based indoor positioning using deep learning and preceding states[J]. Expert Systems with Applications, 2023, 213: 118889.(5.2_基于指纹的实时室内定位,使用深度学习和前一状态&…

让uniapp小程序支持多色图标icon:iconfont-tools-cli

前景: uniapp开发小程序项目时,对于iconfont多色图标无法直接支持;若将多色icon下载引入项目则必须关注包体,若将图标放在oss或者哪里管理,加载又是一个问题,因此大多采用iconfont-tools工具,但…

【php】php去除excel导入时的空格

背景 PHPExcel_1.8.0导入excel,遇到trim无法处理的空格。 解决方案 $excelVal preg_replace(“/(\s| | |\xc2\xa0)/”, ‘’, $excelVal); 完整代码 thinkphp5代码 function readExcel($file) {require_once EXTEND_PATH . PHPExcel_1.8.0/Classes/PHPExcel.p…

靶场实战(18):OSCP备考之VulnHub MY CMSMS

打靶思路 资产发现 主机发现服务发现漏洞发现(获取权限) 80端口/HTTP服务 组件漏洞URL漏洞3306端口/MySQL服务 组件漏洞口令漏洞80端口/HTTP服务 URL漏洞URL漏洞提升权限 www-data用户 sudosuidcron内核提权信息收集armour用户 sudo 1、资产发现 1.1…

考研C语言刷编程题篇之分支循环结构基础篇(一)

目录 第一题 第二题 方法一:要循环两次,一次求阶乘,一次求和。 注意:在求和时,如果不将sum每次求和的初始值置为1,那么求和就会重复。 方法二: 第三题 方法一:用数组遍历的思想…