【C++】STL中stack，queue容器适配器的模拟实现（使用deque容器）

文章目录

• 前言
• 一、deque的一些基本知识
• • 相比vector：
  • 相比list：
  • 3为什么选择deque作为stack和queue的底层默认容器
• 二、stack模拟实现
• 三、queue的模拟实现

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前言

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和队列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

一、deque的一些基本知识

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。

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

相比vector：

1.极大缓解了扩容问题以及头插头删问题

2.deque的下标访问不够极致，遇上遍历的时候要拉跨很多

3.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

相比list：

1.可以支持下标访问

2.cpu高速缓存效率不错

3.和list一样头插头删效率可以，但中间插入删除效率很拉跨

3为什么选择deque作为stack和queue的底层默认容器

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

高频的头插头删，尾插尾删很合适

二、stack模拟实现

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


	private:
		Container _con;
	};
}

三、queue的模拟实现

namespace simulationQ {
	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& front() {
			return _con.front();
		}
		T& back() {
			return _con.back();
		}
		size_t size() {
			return _con.size();
		}
		bool empty() {
			return _con.empty();
		}
	private:
		Container _con;
	};
 
	 
}