C++——栈和队列容器
前言:这篇文章我们将栈和队列两个容器放在一起进行分享,因为这两个要分享的知识较少,而且两者在结构上有很多相似之处,比如栈只能在栈顶操作,队列只能在队头和队尾操作。
不同于前边所分享的三种容器,这篇文章要介绍的两个容器,不再是单纯的空间创建存储,而是以vector、list等容器为底层来实现的容器。
目录
一.栈
1.栈的框架
2.功能实现
二.队列
1.队列框架
2.功能实现
三.扩展
总结
一.栈
栈的关键在于只能从栈顶进行入栈和出栈,那么我们就可以将vector或者list的头作为栈底,在尾进行操作。
1.栈的框架
在数据结构的学习中我们已经知道,栈有顺序栈和链式栈两种,所以容器栈就可以按照需求,通过模板来选择是创建顺序栈还是链式栈:
#include<vector>
#include<list>namespace Mystack
{//stack<int vector<int>> 顺序栈//stack<int list<int>> 链式栈template<class T, class Container = vector<T>>class stack{public:private:Container _con;};
}
想要这样创建栈,就必须包含vector和list两个容器的头文件。
通过使用两个模板参数,一个代表数据类型,一个代表栈的类型。Container即英文"容器"。
因为通常情况下所使用的栈都是顺序栈,所以我们为了方便栈的创建,可以将模板也写成缺省模板。缺省模板和缺省函数类似。
2.功能实现
我们直接来看:
//入栈void push(const T& x){_con.push_back(x);}//出栈void pop(){_con.pop_back();}//数据个数size_t size(){return _con.size();}//判空bool empty(){return _con.empty();}//栈顶元素const T& top(){return _con.back();}
因为栈的底层是另外两种容器之一,所以我们可以直接去调用它们的成员函数来实现我们的成员函数,入栈就是尾插,出栈即是尾删、依次类推。
测试如下:
二.队列
队列不同于栈,队列是在队尾插入元素,在队头删除元素。但是我们知道,vector并不支持头部的插入删除操作,因为这样的效率很低,所以我们只推荐使用list来作为队列的底层。
1.队列框架
template<class T, class Container = list<T>>class queue{public:private:Container _con;};
2.功能实现
//入队void push(const T& x){_con.push_back(x);}//出队void pop(){_con.pop_front();}//队尾元素T& back(){return _con.back();}const T& back()const{return _con.back();}//队头元素T& front(){return _con.front();}const T& front()const{return _con.front();}//数据个数size_t size()const{return _con.size();}//判空bool empty()const{return _con.empty();}
仍然是调用list的成员函数来实现queue的成员函数,测试如下:
三.扩展
除了vector、list之外,还有一种容器可以作为队列的底层——deque。
deque的底层是由多个长度相同的数组组成,而这些数组则由一个指针数组来管理。
deque能够同时支持下标随机访问和头尾的插入删除,所以除了队列之外,在C++的底层,栈和队列实际上都是由deque来实现的。
这里我们不对deque进行展开讲解,仅供小伙伴们了解。
总结
stack和queue的使用和模拟实现都非常简单,也算是为前边学习的复杂模拟的一点小放松。
喜欢本篇文章的小伙伴记得一键三连,我们下期再见!
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