目录

stack

stack的介绍

使用：

 模拟实现：

queue

介绍

 queue的使用：

queue的模拟实现：

 priority_queue

介绍：

使用

模拟实现：

容器适配器

简介：

deque简介:

用deque模拟实现stack:

stack

stack的介绍

1. stack是一种容器适配器，专门用在具有后进先出的上下文环境中，其删除只能从容器的一端进行元素的插入与提取操作。
2. stack是作为容器适配器被实现的，容器适配器既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，元素特定容器的尾部（即栈顶）被压入和弹出。
3. stack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、back、push_back、pop_back
4. 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

使用：

 模拟实现：

namespace DL {
	template
	class mystack {
	public:
		void push(const T& data) {
			_con.push_back(data);
		}
		void pop() {
			_con.pop_back();
		}
		T& top() {
			return _con.back();
		}
		size_t size()const {
			return _con.size();
		}
		bool empty()const {
			return _con.empty();
		}
	private:
		vector _con;
	};
}

queue

介绍

1、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。

2、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，从对头出队列。

3、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、size、front、back、push_back、pop_front

4、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实例化特定容器类，则使用标准容器deque

 queue的使用：

queue的模拟实现：

namespace DL {
	template
	class myqueue {
	public:
		void push(const T& data) {
			_con.push_back(data);
		}
		void pop() {
			_con.pop_front();
		}
		size_t size()const {
			return _con.size();
		}
		bool empty() {
			return _con.empty();
		}
		T& front() {
			return _con.front();
		}
		const T& front()const {
			return _con.front();
		}
		T& back() {
			return _con.back();
		}
		const T& back()const {
			return _con.back();
		}
	private:
		list _con;
	};
}

 priority_queue

介绍：

1. 优先级队列是一种容器适配器，根据严格的弱排序标准，它的第一个元素总是它所包含的元素中最大的。
2. 此上下文类似于堆，在堆中可以随时插入元素，并且只能检索最大堆元素（优先级队列中位于顶部的元素）
3. 优先级队列被实现为容器适配器，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。元素从特定容器的“尾部”弹出，其称为优先队列的顶部。
4. 底层容器可以是任何标准容器类模板，也可以是其他特定设计的容器类。容器应该可以通过随机访问迭代器访问，并支持以下操作：empty、size、front、push_back、pop_back
5. 标准容器类vector和deque满足这些要求。默认情况下，如果没有为特定的priority_queue类实例化指定容器类，则使用vector
6. 需要支持随机访问迭代器，以便始终在内部保持堆结构。容器适配器通过在需要时自动调用算法函数make_heap、push_back和pop_heap来自动完成此操作。

使用

优先级队列默认使用vector作为底层存储数据的容器，在vector上又使用了堆算法将vector中元素构造成堆的结构，因此priority_queue就是堆，所有需要用到堆的位置，都可以考虑使用priotity_queue。注意：默认情况下priority_queue是大堆。

priority queue()/priority queue(first、last)	构造一个空的优先级队列
empty()	检测优先级队列是否为空
top()	返回优先级队列中最大（最小元素），即堆顶元素
push(x)	在优先级队列中插入x
pop()	删除优先级队列中最大（最小元素），即堆顶元素

int main() {
	vector v({ 3,2,7,6,5,4,1 });
	priority_queue q1(v.begin(), v.end());
	cout << q1.top() << endl;
	//如果想要创建小堆，将第三个模拟参数换成greater比较方式
	priority_queue, greater> q2;
	for (auto& e : v) {
		q2.push(e);
	}
	cout << q2.top() << endl;

}

注意：

如果在priority_queue中放自定义类型的数据，用户需要在自定义类型中提供 > 或者 < 的重载

模拟实现：

namespace DL {
	
	template
	struct less {
		//仿函数
		bool operator()(const T& data1, const T& data2) {
			return data1 < data2;
		}
	};

	template
	struct greater {
		bool operator()(const T& data1, const T& data2) {
			return data1 > data2;
		}
	};

	template, class Compare = less>
	class MyPriority_queue {
	public:
		MyPriority_queue()
		:_con(){}

		template
		MyPriority_queue(Iterator first, Iterator last)
		:_con(first, last){
			//将_con中的元素调整成堆的结构
			size_t count = _con.size();
			int root = (int)count / 2 - 1;
			for (int i = root; i >= 0; i--) {
				AdjustDown(i);
			}
		}

		void push(const T& data) {
			_con.push_back(data);
			AdjustUp((int)_con.size() - 1);
		}
		//先拿堆顶和队尾元素交换，删除最后一个元素，再向下调整
		void pop() {
			if (empty()) {
				return;
			}
			swap(_con[0], _con[size() - 1]);
			_con.pop_back();
			AdjustDown(0);
		}
		size_t size() {
			return _con.size();
		}
		bool empty() {
			return _con.empty();
		}
		const T& top()const {
			return _con.front();
		}
	private:
		//向上调整
		void AdjustUp(int child) {
			int parent = (child - 1) / 2;
			Compare com;
			while (parent >= 0) {
				if (com(_con[parent], _con[child])) {
					swap(_con[parent], _con[child]);
					child = parent;
					parent = (child - 1) / 2;
				}
				else {
					return;
				}
			}
		}
		//向下调整
		void AdjustDown(int root) {
			Compare com;
			size_t size = _con.size();
			int child = root * 2 + 1;
			while (child < size) {
				if (child + 1 < size && com(_con[child], _con[child + 1])) {
					child++;
				}
				if (com(_con[root], _con[child])) {
					swap(_con[root], _con[child]);
					root = child;
					child = root * 2 + 1;
				}
				else {
					return;
				}	
			}
		}
	private:
		Container _con;
	};
}

容器适配器

简介：

适配器是一种设计模式（设计模式是一套被反复使用的、多数人知晓的，经过分类编目的、代码设计经验的总结），该模式是将一个类的接口转换成客户希望的另外一种接口。

STL标准库中stack和queue的底层结构是deque，priority_queue的底层结构是vector 

deque简介:

 原理：deque（双端队列）是一种双开口的“连续”空间的数据结构，可以在头尾两端进行插入和删除操作，且时间复杂度为O(1)，与vector相比，不需要搬移元素；与lsit相比，空间利用率比较高。

底层结构：deque并不是真正连续的空间，而是由一段段连续的小空间拼接而成的，实际deque类似于一个动态的二维数组。 

双端队列底层是一段假象的连续空间，实际是分段连续的，为了维护其"整体连续"以及随机访问的假象，落在了deque的迭代器身上，因此deque的迭代器设计就比较复杂。 

特点：

与vector相比，deque的优势是：头部插入和删除时，不需要搬移元素，效率特别高，而且在扩容时，也不需要搬移大量的元素，因此效率是比vector高的。

与list相比，其底层 是连续的空间，空间利用率比较高，不需要存储额外字段。

 

缺点：不适合遍历，因为在遍历的时候，deque的迭代器要频繁的去检测其是否移动到某段小空间的边界，导致效率低下，而序列式场景中可能需要经常遍历，因此在实际中需要线性结构时，大多数情况下优先考虑vector和list，deque的应用并不多。

用deque模拟实现stack:

namespace DL {
	template>
	//template>
	//template>
	class stack
	{
	public:
		stack() {}
		void push(const T& x) { _c.push_back(x); }
		void pop() { _c.pop_back(); }
		T& top() { return _c.back(); }
		const T& top()const { return _c.back(); }
		size_t size()const { return _c.size(); }
		bool empty()const { return _c.empty(); }
	private:
		Con _c;
	};
}