stack和queue ---＞容器适配器
不支持迭代器，迭代器无法满足他们的性质
边出边判断
实现
#define _CRT_SECURE_NO_WARNINGS 1
#include<iostream>
#include<stack>
#include<queue>
using namespace std;
int main()
{
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;
}
//用适配器的方式实现栈
//Stack.h
#pragma once
#include<vector>
#include<list>
//模板
//template<class T>
//class stack
//{
// T* _a;
// size_t _top;
// size_t _capacity;
//};
//传什么就是什么
//stack<int,vector<int>> s1;
//stack<int,list<int>> s1;
namespace DD
{
//加上模板的方式
template<class T, class Container>
class stack
{
public:
void push(const T& x)//入栈
{
_con.push_back(x);
}
void pop()//出栈
{
_con.pop_back();
}
const T& top() const//取栈顶元素
{
return _con.back();
}
size_t size()const//size
{
return _con.size();
}
bool empty() const//判空
{
return _con.empty();
}
private:
Container _con;
};
}
//Test.cpp
#define _CRT_SECURE_NO_WARNINGS 1
#include<iostream>
#include<stack>
#include<queue>
using namespace std;
#include"Stack.h"
int main()
{
//显示传一个容器
//DD::stack<int,vector<int>> st;//实现的数组栈
DD::stack<int,list<int>> st;//实现链式栈
st.push(1);
st.push(2);
st.push(3);
st.push(4);
while (!st.empty())
{
cout << st.top() << " ";
st.pop();
}
cout << endl;
return 0;
}
//4 3 2 1//也可以是缺省的
template<class T, class Container=vector<int>>//也可以是缺省的
DD::stack<int>st;
//4 3 2 1//用适配器的方式实现队列
//Queue.h
#pragma once
#include<vector>
#include<list>
#include<deque>
namespace DD
{
template<class T, class Container = deque<T>>
class queue
{
public:
void push(const T& x)
{
_con.push_back(x);//尾插
}
void pop()
{
_con.pop_front();//头出
}
const T& front() const
{
return _con.front();
}
const T& back() const
{
return _con.back();
}
size_t size() const
{
return _con.size();
}
bool empty() const
{
return _con.empty();
}
private:
Container _con;
};
}//Test.cpp
#define _CRT_SECURE_NO_WARNINGS 1
#include<iostream>
#include<stack>
#include<queue>
using namespace std;
#include"Queue.h"//.h是用来展开的
int main()
{
//DD::queue<int>q; //1 2 3 4
//DD::queue<int, list<int>>q; //1 2 3 4
DD::queue<int, vector<int>>q;//不支持，会报错
q.push(1);
q.push(2);
q.push(3);
q.push(4);
while (!q.empty())//队列不为空取队头数据
{
cout << q.front() << " ";
q.pop();
}
cout << endl;
return 0;
}
deque的介绍
deque（双端队列）：是一种双开口的“连续”空间的数据结果，双开口的含义是：可以在头尾两端进行插入和删除操作，并且数据复杂度为O（1）
vector 插入数据需要扩容，与vector比较，头插效率高，不需要搬移元素
list不支持随机访问
与list相比其底层是连续空间，空间利用率比较高，不需要存储额外字段
deque并不是真正连续的空间，而是由一段连续的小空间拼接而成，实际deque类似于一个动态的二维数组
为什么选择deque（核心是迭代器支撑的）作为stack和queue的底层默认容器
stack是一种先进后出的特殊线性结构，因此只要具有push_back()和pop_back()操作的线性结构都可以作为stack的底层容器，vector和list都可以
queue是先进先出的特殊线性数据结构，只要具有push_back()和pop_front()操作的线性结构都可以作为queue的底层容器，比如list
STL中对stack和queue默认选择dequeu作为其底层容器主要是因为
1）stack和queue不需要遍历（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，不需要挪动数据，；queue中的元素增长时，deque不仅效率高，而且内存使用率高
结合了deque的缺点，完美地避开了他的缺点
deque借助其迭代器维护其假想连续的结构的方式
头插和尾插
priority_queue的模拟实现
通过对priority_queue的底层结构是堆，依次此处秩序堆堆进行通用的封装即可
//PriorityQueue.h
#pragma once
#include<vector>
namespace DD
{
//默认用vector适配
template<class T,class Container=vector<T>>
class priority_queue
{
public:
void AdjustUp(int child)
{
int parent = (child - 1) / 2;
while (child > 0)
{
//小堆
if (_con[child] < _con[parent])
{
swap(_con[child], _con[parent]);
child = parent;
parent = (parent - 1) / 2;
}
else
{
break;
}
}
}
//优先级队列的插入
void push(const T& x)
{
//要向上调整
_con.push_back(x);
AdjustUp(_con.size() - 1);//size是最后一个数据的下一个位置
}
void AdjustDown(int parent)
{
size_t child = parent * 2 + 1;
while (child < _con.size())
{
// 假设法，选出左右孩子中小的那个孩子
if (child + 1 <_con.size() && _con[child + 1] < _con[child])
{
++child;
}
if (_con[child] < _con[parent])
{
swap(_con[child], _con[parent]);
parent = child;
child = parent * 2 + 1;
}
else
{
break;
}
}
}
//优先级队列的删除
void pop()
{
//直接交换堆顶的数据和最后一个数据
swap(_con[0], _con[_con.size() - 1]);
_con.pop_back();
//从根位置向下调整
AdjustDown(0);
}
//判空
bool empty()
{
return _con.empty();
}
const T& top()
{
return _con[0];//返回堆顶位置的数据就是根位置的数据
}
size_t size()
{
return _con.size();
}
private:
Container _con;
};
}//Test.cpp
#define _CRT_SECURE_NO_WARNINGS 1
#include<iostream>
#include<stack>
#include<queue>
using namespace std;
#include"Stack.h"
#include"Queue.h"//.h是用来展开的
#include"PriorityQueue.h"
int main()
{
//默认是大的优先级高
DD::priority_queue<int>pq;
//4 3 2 1
//可以改成小的优先级高
//priority_queue<int,vector<int>,greater<int>>pq;
//1 2 3 4
pq.push(4);
pq.push(2);
pq.push(1);
pq.push(3);
while (!pq.empty())
{
cout << pq.top() << " ";
pq.pop();
}
cout << endl;
return 0;
}
//我们是小堆 所以是 1 2 3 4优先级队列还支持迭代器区间构造
//PoriorityQueue.h
#pragma once
#include<vector>
namespace DD
{
//默认用vector适配
template<class T,class Container=vector<T>>
class priority_queue
{
public:
//我们不写编译器会自动生成，自动生成会调用Container _con的默认构造
//强制生成默认构造
priority_queue() = default;
template <class InputIterator>
priority_queue(InputIterator first, InputIterator last)
:_con(first, last)
{
//建堆
//从最后一个结点的叶子结点开始，叶子结点不需要我们建，所以建倒着走的第一个非叶子结点，他是最后一个结点的父亲
for (int i = (_con.size() - 1 - 1) / 2; i >= 0; i--);//_con.size()-1是最后一个叶子结点的下标
{
AdjustDown(i);
}
}
void AdjustUp(int child)
{
int parent = (child - 1) / 2;
while (child > 0)
{
//小堆
if (_con[child] < _con[parent])
{
swap(_con[child], _con[parent]);
child = parent;
parent = (parent - 1) / 2;
}
else
{
break;
}
}
}
//优先级队列的插入
void push(const T& x)
{
//要向上调整
_con.push_back(x);
AdjustUp(_con.size() - 1);//size是最后一个数据的下一个位置
}
void AdjustDown(int parent)
{
size_t child = parent * 2 + 1;
while (child < _con.size())
{
// 假设法，选出左右孩子中小的那个孩子
if (child + 1 <_con.size() && _con[child + 1] < _con[child])
{
++child;
}
if (_con[child] < _con[parent])
{
swap(_con[child], _con[parent]);
parent = child;
child = parent * 2 + 1;
}
else
{
break;
}
}
}
//优先级队列的删除
void pop()
{
//直接交换堆顶的数据和最后一个数据
swap(_con[0], _con[_con.size() - 1]);
_con.pop_back();
//从根位置向下调整
AdjustDown(0);
}
//判空
bool empty()
{
return _con.empty();
}
const T& top()
{
return _con[0];//返回堆顶位置的数据就是根位置的数据
}
size_t size()
{
return _con.size();
}
private:
Container _con;
};
}#define _CRT_SECURE_NO_WARNINGS 1
#include<iostream>
using namespace std;
#include"PriorityQueue.h"
int main()
{
//迭代器区间可以是我们容器的，也可以是指向数组的指针
int a[] = { 1,4,2,5,6,3,2 };
DD::priority_queue<int>pq1(a, a + sizeof(a) / sizeof(int));
仿函数
//仿函数
//仿函数是一个类
//这个类型的对象可以像函数一样使用，因为重载了operator（）
template<class T>
struct Less
{
//重载了opertor（）
bool operator()(const T& x, const T& y)const
{
return x < y;
}
};
int main()
{
//lessFunc是这个类型的对象
Less<int>lessFunc;
cout << lessFunc(1, 2) << endl;
cout << lessFunc.operator()(1, 2) << endl;//本质是调用operator（）
}
//1
//1外：
仿函数可以用来建堆，以及日期类的比较
传小于是大堆
多参数构造函数支持隐式类型转换
我们默认没传是大堆
sort(aq1.begin(),dq1.end(),less<int>()); //是函数对应的参数，要加（）
priority_queue<int,vector<int>,less<int>> pq; //是类对应的参数，不加（）