C++的stack和queue类(一):适配器模式、双端队列与优先级队列

目录

基本概念

适配器模式       

stack.h

test.cpp

双端队列-deque

仿函数

优先级队列


基本概念

1、stack和queue不是容器是容器适配器,它们没有迭代器

2、stack的quque的默认容器是deque,因为:

  1. stack和queue不需要遍历,只需要在固定的一端或者两端进行操作。
  2. 在stack中元素增加需要扩容时,deque比vector的效率高(不需要搬移大量数据)
  3. queue中的元素增长时,deque不仅效率高,而且内存使用率高

适配器模式       

        适配器模式是一种设计模式,用于将一个类的接口转换成客户希望的另一个接口,这种类型的设计模式属于结构型模式,它涉及到单个类的功能增强,适配器模式中有三个主要角色:

  • 目标接口:客户端所期待使用的接口,适配器通过实现这个目标接口来与用户进行交互
  • 被适配者:需要被适配以符合目标接口规范的现有类
  • 适配器:实现了目标接口,并持有一个对被适配者对象的引用,在其方法内部调用被适配者对象来完成特定操作

stack.h

#pragma once
#include <assert.h>
#include <vector>
#include <list>
namespace bit 
{//适配器模式//stack<int,vector<int>> st1;//stack<int,list<int>> st2;template<class T, class Container>class stack{public://入栈void push(const T& x){_con.push_back(x);}//出栈void pop(){_con.pop_back();}//求大小size_t size(){return _con.size();}//判空bool empty(){return _con.empty();}//获取栈顶元素const T& top(){return _con.back();}private:Container _con;};
}
  • 目标接口:构成栈所需的操作接口
  • 被适配者:实现栈的底层数据结构(数组或链表) 
  • 适配器:bit::stack类

test.cpp

#include "Queue.h"
#include "Stack.h"
#include <stack>
#include <iostream>
using namespace std;void test_stack1()
{bit::stack<int,vector<int>> st;st.push(1);st.push(2);st.push(3);st.push(4);while (!st.empty()){cout << st.top() << " ";st.pop();}cout << endl;}int main()
{test_stack1();return 0;
}

注意事项:函数参数传递的是对象,模板参数传递的是类型,函数参数可以传递缺省值,模板参数也可以传递缺省值

template<class T, class Container = vector<int>>
bit::stack<int> st; //此时就等价于bit::stack<int,vector<int>> st

双端队列-deque

vector优缺点 

  • 优点:支持下标随机访问
  • 缺点:头部或中间插入删除效率低,扩容有消耗

list的优缺点:

  • 优点:任意位置插入删除效率都不错
  • 缺点:不支持下标的随机访问

(第一个stack和queue的2:30:00处)

基本概念:deque是一种双开口的”连续“空间的数据结构,与vector相比,头插效率高,不需要搬移元素,与list相比,空间利用率更高,deque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

优点:deque 允许在两端进行高效插入和删除操作,且支持下标的随机访问

缺点:中间插入删除效率一般、[]效率一般(遍历时deque要频繁的检查是否移动到小空间边界)

 

仿函数

基本概念:仿函数是一个类或结构体,它重载了函数调用运算符 operator(),通过重载该运算符,这个类的实例就可以被像函数一样调用

#include <iostream>//仿函数 + 函数模板
template <class T>
struct MyComparator 
{bool operator()(const T& x,const T& y) {return x < y;}
};int main() {MyComparator<int> cmp;cout<< cmp(1, 2) << endl;//有名对象cout<< cmp.operator()(1, 2) << endl;//有名对象cout<< MyComparator<int>()(1, 2) << endl;//匿名对象cout<< MyComparator<int>().operator()(1, 2) << endl;//匿名对象return 0;
}

优先级队列

~over~

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