C++（适配器）:stack和queue的底层实现，以及优先级队列和仿函数

stack和queue的接口比较简单，使用起来也十分方便，只需要注意一个先进先出、后进先出就可以

cpp 复制代码

void test_queue()
{
	queue<int> qe;
	qe.push(1);
	qe.push(2);
	qe.push(3);
	qe.push(4);
	qe.push(5);
	while (!qe.empty())
	{
		cout << qe.front() << "-";
		qe.pop();
	}
}

cpp 复制代码

void test_stack()
{
	stack<int> st;

	st.push(1);
	st.push(2);
	st.push(3);
	st.push(4);
	while (!st.empty())
	{
		cout << st.top() << "-";
		st.pop();
	}
	cout << endl;
}

这是他们的使用比较简单，这里不再赘述。下面来讲他的底层实现，底层可以使用很多容器去实现他比如vector、只需要注意这两个适配器都不允许遍历。他的底层实现主要是来自于一个新的容器deque（双向队列）这是一个集合了vector和list的优点的容器，缺点就是遍历效率太低导致他无法代替vector。

这里可以测试一下deque和vector遍历的效率

cpp 复制代码

void test_deque()
{
	deque<int> d;
	vector<int> v;
	srand(time(nullptr));
	for (int i = 0; i < 10000; i++)
	{
		int randnums = rand();
		d.push_back(randnums);
		v.push_back(randnums);
	}
	size_t begin1 = clock();
	sort(d.begin(), d.end());
	size_t end1 = clock();

	size_t begin2 = clock();
	sort(v.begin(), v.end());
	size_t end2 = clock();

	cout << end1 - begin1<< endl;
	cout << end2 - begin2  << endl;

}

cpp 复制代码

//队列的模拟实现
template<class T, class Container>
class queue
{
public:
	void push(const T& x)
	{
		_con.push_back(x);
	}
	void pop()
	{
		_con.pop_front();
	}
	bool empty()
	{
		return _con.empty();
	}
	size_t size()
	{
		return _con.size();
	}
	T& back()
	{
		return _con.back();
	}
	T& front()
	{
		return _con.front();
	}
//栈的模拟实现
template<class T, class Container>
class stack
{
public:
	void push(const T& x)
	{
		_con.push_back(x);
	}
	void pop()
	{
		_con.pop_back();
	}
	size_t size()
	{
		return _con.size();
	}
	T& top()
	{
		return _con.back();
	}
	bool empty()
	{
		return _con.empty();
	}
private:
	Container _con;
};

优先级队列和普通队列主要的不同就在于，出的顺序。优先级高的先出在优先级队列中，普通队列是先进先出。优先级队列的底层实现是一个堆 ，这样子方便弹出优先级高的数据，写一个堆主要是写向上调整函数和向下调整函数，其他地方都比较简单，下面是代码实现

cpp 复制代码

template<class T, class Container = vector<T>,class Compare = less<T>>
class priority_queue
{
public:
	void Adjustup(int child)
	{
		Compare com;
		int parent = (child - 1) / 2;
		while (child>0)
		{ 
			if (com(_con[parent], _con[child]))
			{
				swap(_con[child], _con[parent]);
				child = parent;
				parent = (child - 1) / 2;
			}
			else
				break;
		}
	}
	void Adjustdown(int parent)
	{
		size_t child = parent * 2 + 1;
		Compare cmp;
		while (child < _con.size())
		{
			if (child + 1 < _con.size () && cmp(_con[child],_con[child+1]))
				child++;
			if (cmp(_con[parent] , _con[child]))
			{
				swap(_con[child], _con[parent]);
				parent = child;
				child = parent * 2 + 1;
			}
			else
				break;
		}
	}
	void push(const T& x)
	{
		_con.push_back(x);
		Adjustup(_con.size() - 1);
	}
	void pop()
	{
		swap(_con[0], _con[_con.size() - 1]);
		_con.pop_back();
		Adjustdown(0);
	}
	T& top()
	{
		return _con[0];
	}
	size_t size()
	{
		return _con.size();
	}
	bool empty()
	{
		return _con.empty();
	}
private:
	Container _con;
};

仿函数主要是写一个类重载operator()（参数）函数，使得这个类的实例化对象可以像函数一样去使用，这就是仿函数，例如

cpp 复制代码

	template<class T>
	struct less
	{
		bool operator()(T& e1, T& e2)
		{
			return e1 < e2;
		}
	};
	template<class T>
	struct greater
	{
		bool operator()(T& e1, T& e2)
		{
			return e1 > e2;
		}
	};

这两个类实例化的对象就是调整大堆和小堆的关键，他还在排序算法中被使用

cpp 复制代码

void test_sort()
{
	vector<int> v;
	v.push_back(1);
	v.push_back(4);
	v.push_back(3);
	v.push_back(6);
	v.push_back(7);
	//默认升序
	sort(v.begin(), v.end());
	for (auto nums : v)
	{
		cout << nums << " ";
	}
	cout << endl;
	//调成降序
	sort(v.begin(), v.end(), greater<int>());
	for (auto nums : v)
	{
		cout << nums << " ";
	}
}