【C++】stack and queue的介绍和模拟实现

六点半就起.

发布于 2024-10-16 15:59:28

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发布于 2024-10-16 15:59:28

文章被收录于专栏：六点半就起来干博客！

【C++】stack and queue的介绍和模拟实现

一. stack的介绍和模拟实现

1. stack的介绍

stack是一种容器适配器，专门用在具有后进先出操作的上下文环境中，其删除只能从容器的一端进行元素的插入与提取操作。
stack是作为容器适配器被实现的，容器适配器即是对特定类封装作为其底层的容器，并提供一组特定的成员函数来访问其元素，将特定类作为其底层的，元素从特定容器的尾部(即栈顶)被压入和弹出。
stack的底层容器可以是任何标准的容器类模板或者一些其他特定的容器类，这些容器类应该支持以下操作： empty：判空操作 back：获取尾部元素操作 push_back：尾部插入元素操作 pop_back：尾部删除元素操作
标准容器vector、deque、list均符合这些需求，默认情况下，如果没有为stack指定特定的底层容器，默认情况下使用deque。

2. stack的常用接口

常用接口及说明：

3 stack的模拟实现

从栈的接口中可以看出，栈实际是一种特殊的vector，因此使用vector完全可以模拟实现stack

#include<vector>
#include<iostream>
using std::cout;
using std::endl;

template <class T>
class stack
{
public:

	stack(){}

	//参数传引：用减少拷贝开销
	//加const：不期望其被修改
	void push(const T& x)
	{
		_c.push_back(x);
	}
	void pop()
	{
		_c.pop_back();
	}
	T& top()//按道理这里也是可以加上const的，但是与const T& top() const未构成函数重载（参数列表完全相同）
		//导致调用不明确
	{
		return _c.back();
	}
	const T& top() const
	{
		return _c.back();
	}
	bool empty() const
	{
		return _c.empty();
	}
	size_t size() const
	{
		return _c.size();
	}

private:
	//未完全展开std
	std::vector<T> _c;
};

int main()
{
	stack<int> s;
	s.push(1);
	s.push(2);
	s.push(3);
	s.push(4);

	cout << s.size() << endl;

	s.pop();
	cout << s.size() << endl;

	while (!s.empty())
	{
		cout << s.top() << ' ';
		s.pop();
	}

	return 0;
}

二. queue的介绍和使用

1. queue的介绍

队列是一种容器适配器，专门用于在FIFO上下文(先进先出)中操作，其中从容器一端插入元素，另一端提取元素。
队列作为容器适配器实现，容器适配器即将特定容器类封装作为其底层容器类，queue提供一组特定的成员函数来访问其元素。元素从队尾入队列，从队头出队列。
底层容器可以是标准容器类模板之一，也可以是其他专门设计的容器类。该底层容器应至少支持以下操作: empty：检测队列是否为空 size：返回队列中有效元素的个数 front：返回队头元素的引用 back：返回队尾元素的引用 push_back：在队列尾部入队列 pop_front：在队列头部出队列
标准容器类deque和list满足了这些要求。默认情况下，如果没有为queue实例化指定容器类，则使用标准容器deque。

2. queue的常用接口

3 queue的模拟实现

因为queue的接口中存在头删和尾插，因此使用vector来封装效率太低，故可以借助list来模拟实现queue，具体如下：

#include<list>
#include<iostream>
using std::cout;
using std::endl;

template <class T>
class queue
{
public:

	queue(){}

	void push(const T& x)
	{
		_c.push_back(x);
	}
	void pop()
	{
		_c.pop_front();
	}

	T& front()
	{
		return _c.front();
	}
	const T& front() const
	{
		return _c.front();
	}

	T& back()
	{
		return _c.back();
	}
	const T& back() const
	{
		return _c.back();
	}

	bool empty()
	{
		return _c.empty();
	}

	size_t size()
	{
		return _c.size();
	}
private:
	std::list<T> _c;
};
int main()
{
	queue<int> q;
	q.push(1);
	q.push(2);
	q.push(3);
	q.push(4);

	cout << q.size() << endl;

	cout << q.front() << endl;
	cout << q.back() << endl;


	while (!q.empty())
	{
		cout << q.front() << " ";
		q.pop();
	}
	cout << endl;

	cout << q.size() << endl;

	return 0;
}

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原始发表：2024-10-11，如有侵权请联系 cloudcommunity@tencent.com 删除

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