stack_queue
创始人
2024-05-30 09:51:19
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目录:

  • stack的介绍
    • stack的使用
      • stack的模拟实现
  • queue的介绍
      • queue的使用
  • queue的模拟实现
    • 容器适配器是什么
  • priority_queue的介绍
    • priority_queue的使用
      • priority_queue的模拟实现
    • 为什么要引“#include”头文件?
    • 回调函数
      • 仿函数

stack的介绍

  1. stack是一种容器适配器,专门用在具有后进先出操作的上下文环境中,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,容器适配器即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的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:判空操作
    back:获取尾部元素操作
    push_back:尾部插入元素操作
    pop_back:尾部删除元素操作
  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。
    在这里插入图片描述

stack的使用

在这里插入图片描述

stack的模拟实现

从栈的接口中可以看出,栈实际是一种特殊的vector,因此使用vector完全可以模拟实现stack。

#include
#include
using namespace std;
int main()
{return 0;
}
namespace ait
{templateclass 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:std::vector _c;};
}

queue的介绍

  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,从队头出队列。
  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:检测队列是否为空
    size:返回队列中有效元素的个数
    front:返回队头元素的引用
    back:返回队尾元素的引用
    push_back:在队列尾部入队列
    pop_front:在队列头部出队列
  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实例化指定容器类,则使用标
    准容器deque。

queue的使用

在这里插入图片描述

queue的模拟实现

#include 
namespace bite
{templateclass queue{public:queue() {}void push(const T& x) {_c.push_back(x);}void pop() {_c.pop_front();}T& back() {return _c.back();}const T& back()const {return _c.back();}T& front() {return _c.front();}const T& front()const {return _c.front();}size_t size()const {return _c.size();}bool empty()const {return _c.empty();}private:std::list _c;};
}

容器适配器是什么

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),该种模式是将一个类的接口转换成客户希望的另外一个接口。
在这里插入图片描述

设计模式:
适配器模式:已有的东西转换出你想要的东西
迭代器模式:不暴露底层细节,封装后提供统一的方式访问容器
STL标准库中stack和queue的底层结构:
虽然stack和queue中也可以存放元素,但在STL中并没有将其划分在容器的行列,而是将其称为容器适配
器,这是因为stack和队列只是对其他容器的接口进行了包装,STL中stack和queue默认使用deque

priority_queue的介绍

  1. 优先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(优先队列中位于顶部的元
    素)。
  3. 优先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:
  5. 标准容器类vector和deque满足这些需求。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_heap和pop_heap来自动完成此操作

priority_queue的使用

优先级队列默认使用vector作为其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priority_queue。

注意:默认情况下priority_queue是大堆。

priority_queue的模拟实现

#include
using namespace std;
#include
#include
#include
#include"Stack.h"
#include"Queue.h"
int main()
{//priority_queue pq;//默认大堆priority_queue, greater> pq;//小堆pq.push(1);pq.push(2);pq.push(3);pq.push(4);pq.push(5);while (!pq.empty()){cout << pq.top() << " ";pq.pop();}cout << endl;system("pause");return 0;
}

在这里插入图片描述

为什么要引“#include”头文件?

含义:是C++标准库中的一个头文件,定义了C++标准中多个用于表示函数对象(function object)的类模板,包括算法操作、比较操作、逻辑操作;以及用于绑定函数对象的实参值的绑定器(binder)。这些类模板的实例是具有函数调用运算符(function call operator)的C++类,这些类的实例可以如同函数一样调用。不必写新的函数对象,而仅是组合预定义的函数对象与函数对象适配器(function object adaptor),就可以执行非常复杂的操作。

回调函数

含义:
函数指针的调用,即是一个通过函数指针调用的函数;如果你把函数的指针(地址)作为参数传递给另一个函数,当这个指针被用来调用其所指向的函数时,就说这是回调函数。
作用:
“解耦”,普通函数代替不了回调函数的这个特点。这是回调函数最大的特点
具体用法:

解耦:在主入口程序中,把回调函数像参数一样传入库函数。这样一来,只要我们改变传进库函数的参数,就可以实现不同的功能,且不需要修改库函数的实现,变的很灵活,这就是解耦。
使用:如果库函数对我们不可见,我们修改不了库函数的实现,也就是说不能通过修改库函数让库函数调用普通函数那样实现,那我们就只能通过传入不同的回调函数了

仿函数

我们都知道,函数的入参除了是普通变量之外,还可以是函数指针(C 语言中就经常这么用)。那有没有什么手段能代替函数指针呢?
定义一个类,类里面定义了某个方法,将该类的对象作为函数的入参,那么在函数中就能调用这个类中的方法;定义一个类,类里面重载函数运算符(),将该类的对象作为函数的入参,那么在函数中同样能调用重载符()里面的方法,因此,仿函数就是仿造的函数,它并不是一个真正意义上的函数。它是一个类中的运算符()重载,但它具有函数的功能。

#include class Compare {
private:int m_Number;
public:Compare(int num) : m_Number(num){}bool operator()(int other){return m_Number > other;}};int main()
{Compare cmp(10);std::cout << cmp(11) << std::endl;std::cout << cmp(9) << std::endl;std::cin.get();return 0;
}

仿函数的优点:
函数对象的出现是为了代替函数指针的,最明显的一个特点是:可以使用内联函数。而如果使用内联函数的指针,编译器会把它当普通函数对待。另外,函数对象是类封装的,代码不但看起来简洁,设计也灵活,比如还可以用关联,聚合,依赖的类之间的关系,与用到他们的类组合在一起,这样有利于资源的管理,说到这,大家是不是对仿函数有了很清晰的认识了。每个新事物的诞生都有它的原因,我们更应该去关注这个新事物出现的原因,而不仅仅是它本身。

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