> 技术文档 > 基于探索C++特殊容器类型:容器适配器+底层实现原理_c++ 容器底层原理

基于探索C++特殊容器类型:容器适配器+底层实现原理_c++ 容器底层原理

前引:容器适配器(Container Adapters)是C++标准库提供的一些特殊容器,它们基于已有的顺序容器(如vector、deque、list)实现,但提供了不同的接口以满足特定的数据结构需求。容器适配器只提供特定操作,隐藏了底层容器的部分功能。主要有三种:stack(栈)、queue(队列)和priority_queue(优先队列) ,我们一起来看看吧!

目录

适配器介绍

三大容器适配器

特性讲解

stack的底层实现

类模板定义

入栈

出栈

获取栈顶元素

判断栈空

获取栈元素

效果展示

queue的底层实现

类模板定义

入队列

获取队头元素

获取队尾元素

出队列

获取队列元素个数

判断队空

效果展示


适配器介绍

容器适配器是C++标准库提供的特殊容器类型,它们基于现有顺序容器实现,但提供受限接口和特定行为。它们不是完整的容器,而是对底层容器的包装

三大容器适配器

(1)stack:默认底层容器为 deque,遵循后进先出

(2)queue:默认底层容器为 deque,遵循先进先出

(3)priority_queue:默认底层容器为 vector,优先级最高者先出

特性讲解

(2)在元素访问上受限:比如 stack 只能访问栈顶元素

                                          比如 queue 遵循先进先出,只能访问队头元素

(2)不支持迭代器的使用

(3)适用于特定的数据结构

stack的底层实现

我们上面已经说到 stack 的底层容器为 deque,虽然 deque 可以两端进出,因此需要我们封装

类模板定义

既然 stack 是通过 底层封装 deque 实现的,而我们实际在使用 stack 中,只需要一个类模板参数,因此我们推出如果要使用 deque 作为底层,应该需要缺省参数

template<class T,class contain=std::deque>class stack{public://实现private:contain x;};

这里的 contain 作为类模板参数应该是 deque 数据结构类型,T 是数据类型

这个 stack 类里面其实是用的 deque 作为底层,只是通过进行了封装

deque 的存储是数组形式的,比如存1、2、3,那么数组里面应该是【1,2,3】所以注意区分如果转化为栈的话,那么栈顶应该是3的位置,注意转换! 

入栈
//入栈void push(const T& date){ //注意deque是数组形式的存储,栈顶就是数组的尾端x.push_back(date);}
出栈
//出栈void pop(){x.pop_back();}
获取栈顶元素
//获取栈顶元素T& top(){return x.back();}
判断栈空
//判断栈空bool empty(){return x.empty();}
获取栈元素
//计算栈元素个数T size(){return x.size();}
效果展示
void text1_t(){stack V;V.push(10);V.push(20);V.push(30);V.push(40);V.push(50);//获取栈顶元素std::cout << V.top() << std::endl;//获取栈元素个数std::cout << V.size() << std::endl;//判断栈空std::cout << V.empty() << std::endl;//出栈顶元素V.pop();//获取栈顶元素std::cout << V.top();}

queue的底层实现

类模板定义
template<class T,class contain=std::deque>class queue{public://实现private:contain y;};
入队列
//入队列void push(const T& date){y.push_back(date);}
获取队头元素
//获取队头元素T& front(){return y.front();}
获取队尾元素
//获取队尾元素T& back(){return y.back();}
出队列
//出队列void pop(){y.pop_front();}
获取队列元素个数
//计算队列元素个数T size(){return y.size();}
判断队空
//判断队空bool empty(){return y.empty();}
效果展示
void text2_t(){queue V;V.push(10);V.push(20);V.push(30);V.push(40);V.push(50);//获取队头元素std::cout << V.front() << std::endl;//获取队尾元素std::cout << V.back() << std::endl;//获取队元素个数std::cout << V.size() << std::endl;//判断队空std::cout << V.empty() << std::endl;//出队头元素V.pop();//获取队头元素std::cout << V.front();}