C++(STL):25 ---序列式容器stack源码剖析

用户3479834

发布于 2021-02-03 06:45:56

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一、stack概述

stack是一种先进后出（First In Last Out，FILO）的数据结构。它只有一个出口，形式如下图所示

特点：
- stack允许新增元素、移除元素、取得最顶端元素。但除了最顶端外，没有任何其他方法可以存取stack的其他元素。换言之stack不允许有遍历行为
- 将元素推入stack的动作称为push，将元素推出stack的动作称为pop
底层实现：
- SGI STL默认以deque作为缺省情况下的stack底部结构（因为deque是双向开口的数据结构，所以只要封闭其头端开口既可以形式一个stack）
stack是一种配接器（Adapter）：由于stack系以底部容器完成其所有工作，而具有这种“修改某物接口，形成另一种风貌”之性质者，称为adapter（配接器），因此 STL stack往往不被归类为container（容器），而被归类为container adapter

二、stack的源码

下面是stack的源码

template <class _Tp,
class _Sequence __STL_DEPENDENT_DEFAULT_TMPL(deque<_Tp>) > //默认以deque实现
class stack;


template <class _Tp, class _Sequence>
class stack {


// requirements:


__STL_CLASS_REQUIRES(_Tp, _Assignable);
__STL_CLASS_REQUIRES(_Sequence, _BackInsertionSequence);
typedef typename _Sequence::value_type _Sequence_value_type;
__STL_CLASS_REQUIRES_SAME_TYPE(_Tp, _Sequence_value_type);




#ifdef __STL_MEMBER_TEMPLATES
template <class _Tp1, class _Seq1>
friend bool operator== (const stack<_Tp1, _Seq1>&,
const stack<_Tp1, _Seq1>&);
template <class _Tp1, class _Seq1>
friend bool operator< (const stack<_Tp1, _Seq1>&,
const stack<_Tp1, _Seq1>&);
#else /* __STL_MEMBER_TEMPLATES */
friend bool __STD_QUALIFIER
operator== __STL_NULL_TMPL_ARGS (const stack&, const stack&);
friend bool __STD_QUALIFIER
operator< __STL_NULL_TMPL_ARGS (const stack&, const stack&);
#endif /* __STL_MEMBER_TEMPLATES */

public:
typedef typename _Sequence::value_type      value_type;
typedef typename _Sequence::size_type       size_type;
typedef          _Sequence                  container_type;

typedef typename _Sequence::reference       reference;
typedef typename _Sequence::const_reference const_reference;
protected:
_Sequence c;  //底层容器
public:
stack() : c() {}
explicit stack(const _Sequence& __s) : c(__s) {}

//以下为c的操作
bool empty() const { return c.empty(); }
size_type size() const { return c.size(); }
reference top() { return c.back(); }
const_reference top() const { return c.back(); }
void push(const value_type& __x) { c.push_back(__x); }
void pop() { c.pop_back(); }
};

以下是stack源码中的一些运算符

template <class _Tp, class _Seq>
bool operator==(const stack<_Tp,_Seq>& __x, const stack<_Tp,_Seq>& __y)
{
return __x.c == __y.c;
}


template <class _Tp, class _Seq>
bool operator<(const stack<_Tp,_Seq>& __x, const stack<_Tp,_Seq>& __y)
{
return __x.c < __y.c;
}

#ifdef __STL_FUNCTION_TMPL_PARTIAL_ORDER

template <class _Tp, class _Seq>
bool operator!=(const stack<_Tp,_Seq>& __x, const stack<_Tp,_Seq>& __y)
{
return !(__x == __y);
}

template <class _Tp, class _Seq>
bool operator>(const stack<_Tp,_Seq>& __x, const stack<_Tp,_Seq>& __y)
{
return __y < __x;
}

template <class _Tp, class _Seq>
bool operator<=(const stack<_Tp,_Seq>& __x, const stack<_Tp,_Seq>& __y)
{
return !(__y < __x);
}

template <class _Tp, class _Seq>
bool operator>=(const stack<_Tp,_Seq>& __x, const stack<_Tp,_Seq>& __y)
{
return !(__x < __y);
}

三、stack没有迭代器

stack所有元素的进出都必须符合“先进后出”的条件，只有stack顶端的元素，才有机会被外界取用。stack不提供走访功能，也不提供迭代器

四、演示案例

#include <iostream>
#include <list>
#include <stack>


using namespace std;


int main()
{
std::stack<int,std::list<int>> st;
st.push(1);
st.push(3);
st.push(5);
st.push(7);


std::cout << st.size() << std::endl;
std::cout << st.top() << std::endl << std::endl;


st.pop();
std::cout << st.top() << std::endl;
st.pop();
std::cout << st.top() << std::endl;
st.pop();
std::cout << st.top() << std::endl;


return 0;
}