最近学习了 STL 中的三种容器适配器，并亲手实现了它们的简化版本。这篇文章记录实现细节、易错点以及核心思想--具体内容可见代码注释部分一、stack 适配器
基于底层容器实现栈（LIFO）。提供：
-
构造：可选传入容器对象。
-
empty()、size()：判断空、大小（const）。 -
push()、pop()：入栈、出栈。 -
top()：返回栈顶元素（const 和非 const）。 -
swap()：交换两个栈。
cpp
namespace JMP1
{
template <class T,class Container = deque<T>>
class stack
{
public:
stack(const Container& ctnr = Container())
:_con(ctnr)
{
}
bool empty() const
{
return _con.empty();
}
void push(const T& data)
{
_con.push_back(data);
}
void pop()
{
_con.pop_back();
}
T& top()
{
return _con.back();
}
const T& top() const
{
return _con.back();
}
void swap(stack<T>& x)
{
std::swap(_con, x._con);
}
size_t size() const
{
return _con.size();
}
private:
Container _con;
};
};二、queue 适配器
基于底层容器实现队列（FIFO）。提供：
-
构造：可选传入容器对象。
-
empty()、size()：判断空、大小（const）。 -
push()、pop()：入队、出队。 -
front()、back()：访问队首/队尾元素（const 和非 const）。 -
swap()：交换两个队列。
cpp
namespace JMP2
{
template <class T,class Container = deque<T>>
class queue
{
public:
queue(const Container& ctnr = Container())
:_con(ctnr)
{
}
bool empty() const
{
return _con.empty();
}
size_t size() const
{
return _con.size();
}
T& front()
{
return _con.front();
}
const T& front() const
{
return _con.front();
}
T& back()
{
return _con.back();
}
const T& back() const
{
return _con.back();
}
void push(const T& data )
{
_con.push_back(data);
}
void pop()
{
_con.pop_front();
}
void swap(queue<T>& x)
{
std::swap(_con, x._con);
}
private:
Container _con;
};
};三、仿函数（less 和 Greater）
用于自定义比较规则：
-
less<T>：x < y -
Greater<T>：x > y均实现
operator()为const。
cpp
template<class T>
class less
{
public:
bool operator()(const T& x,const T& y) const//每次写完成员函数都要考虑 const 是否可以加 应该成为肌肉记忆
{
return x < y;
}
};
template<class T>
class Greater
{
public:
bool operator()(const T& x,const T& y) const
{
return x > y;
}
};四、priority_queue 适配器
基于底层容器（默认 vector）和比较器（默认 less）实现二叉堆（默认最大堆）。提供：
-
构造函数：
-
priority_queue(const Container&, const Compare&)：用容器和比较器构造。 -
模板迭代器构造函数：用 [first, last) 区间构造，并建堆。
-
-
容量 ：
empty()、size()（const）。 -
访问 ：
top()返回堆顶元素（const 和非 const）。 -
修改：
-
push()：插入元素，向上调整。 -
pop()：删除堆顶，向下调整。 -
swap()：交换两个优先队列。
-
-
辅助算法：
-
adjust_up()：向上调整（上浮）。 -
adjust_down()：向下调整（下沉）。
-
cpp
namespace JMP3
{
template<class T>
class less
{
public:
bool operator()(const T& x,const T& y) const//每次写完成员函数都要考虑 const 是否可以加 应该成为肌肉记忆
{
return x < y;
}
};
template<class T>
class Greater
{
public:
bool operator()(const T& x,const T& y) const
{
return x > y;
}
};
template<class T, class Container = vector<T>, class Compare = less<T>>//仿函数还没加进去
class priority_queue//默认优先级是大堆
{
public:
//priority_queue() = default;
template <class InputIterator>
priority_queue(InputIterator first, InputIterator last, const Compare& comp = Compare())//实现迭代器构造函数
:_comp(comp)//初始化列表的这个细节不能忘
{
Container v(first, last);
if (!v.empty())//当size为0时出现 溢出情况 若写的条件类型是size_t就会导致无限循环
{
for (int i = (v.size() - 1 - 1) / 2; i >= 0; i--)//其实可以根据传什么参数来 反推前面的代码可能是什么样子
{
adjust_down(v, i);
}
}
_con = v;
}
priority_queue( const Container& ctnr = Container(),const Compare & comp = Compare())
:_con(ctnr)
,_comp(comp)
{ }
bool empty() const
{
return _con.empty();
}
size_t size() const
{
return _con.size();
}
T& top()
{
return _con.front();
}
const T& top() const
{
return _con.front();
}
void adjust_up(Container &hp,size_t child)
{
size_t parent = (child - 1) / 2;
while (child>0)
{
if (_comp(hp[parent], hp[child]))
{
std::swap(hp[child], hp[parent]);
child = parent;
parent = (child - 1) / 2;
}
else
{
break;
}
}
}
void push(const T& data)
{
_con.push_back(data);
adjust_up(_con, _con.size()-1);
}
void adjust_down(Container& hp, size_t parent)
{
size_t child = parent * 2 + 1;
while (child < hp.size())
{
if (child + 1 < hp.size() && _comp(hp[child], hp[child + 1])) ++child;
if (_comp(hp[parent],hp[child] ))
{
std::swap(hp[child], hp[parent]);
parent = child;
child = parent * 2 + 1;
}
else
{
break;
}
}
}
void pop()
{
std::swap(_con.front(),_con.back());
_con.pop_back();
adjust_down(_con,0);
}
void swap(priority_queue<T>& x)
{
std::swap(_con, x._con);
}
private:
Container _con;
Compare _comp;
};
};五、常见易错点
-
const 正确性 ：不修改对象的成员函数都加了
const。 -
仿函数支持 ：
priority_queue使用Compare _comp成员，比较时调用_comp(a,b)。 -
默认参数：构造函数提供了默认值。
-
交换 ：
swap成员函数交换底层容器。
我的gitee仓库