容器适配器（以stack和queue为例）

引言

常见的容器适配器有stack、queueh和priority_queue，它们与vector、list这些容器不同，不是独立的容器，而是基于其他容器实现的。也就是说，它们是对现有的容器接口进行改造，提供新的功能。比如stack是后进先出，而queue是先进后出。那容器适配器的定义应该就是通过封装已有的容器，改变其接口，使其符合特定的数据结构行为。

一、容器适配器概念

定义

基于现有容器实现的特殊数据结构，通过调整接口实现特定行为。

特点

• 不独立管理元素，依赖底层容器存储。
• 通过限制/扩展接口提供新的数据访问方式。
• 遵循适配器设计模式。

常见适配器

stack、queue、priority_queue

二、实现原理

以简化的stack适配器实现为例：

template <class T, class Container = vector<T>> 
class stack {
private:
    Container c;  // 底层容器
public:
    void push(const T& value) { c.push_back(value); }
    void pop() { c.pop_back(); }
    T& top() { return c.back(); }
    bool empty() const { return c.empty(); }
    size_type size() const { return c.size(); }
};

三、核心特点

1.接口限制

• stack：仅暴露push/pop/top
• queue：只允许front/back访问

2.底层容器要求

3.模板参数

template <class T, class Container = deque<T>> 
   class stack;

四、示例代码（不同容器的实现）

// 使用vector作为stack底层
std::stack<int, std::vector<int>> s;
s.push(1);
s.push(2);
std::cout << s.top();  // 输出2

// 使用list作为queue底层
std::queue<char, std::list<char>> q;
q.push('a');
q.push('b');
std::cout << q.front();  // 输出a

五、设计优势

1. 代码复用：重用现有容器实现。
2. 接口统一：不同容器底层表现一致行为。
3. 灵活性：可自由选择容器底层
4. 安全性：隐藏不相关操作