stack和queue-优快云博客

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栈的定义

栈：栈是限定仅在表尾进行插入和删除操作的线性表。

我们把运行插入的和删除的一段叫做栈顶（TOP），另一段叫做栈底（BOTTOM），不含任何数据元素的栈称为空栈。栈由称后进先出（Last In Fast Out）的线性表，简称LIFO结构。

栈的插入操作，叫做进栈，也称压栈，入栈。

栈的删除操作，叫做出栈，也叫做弹栈。

栈的操作相对来说比较少，也比较简单。

top

top 这个接口是返回栈顶元素。

push

push是向栈顶插入一个元素。

其它接口我们都在讲前面的容器时候已经讲过了。下面主要来讲一讲栈的实现。

容器适配器

在模拟实现栈的时候，我们先来了解一下，容器适配器。

容器适配器是一种设计模式，该种模式是将一个类的接口转换成客户希望的另一个接口。

因为面向对象三大特性之一的就是封装，我们在底层实现栈的时候，我们都会封装一个接口，使用者不用关心底层是怎样实现的，他只需要了解这个接口，正确使用它即可。

我们也看见，栈的特性和接口都比较简单，它在有些程度上其实也和vector查不了多少，所以说我们可以使用vector来封装一个stack出来。

但是库里面默认如果不显式传参，他就会模式视同deque来封装stack。

栈的模拟实现

通过了上面的了解，我们就直接视同vector来封装stack。

template<class T, class Container=vector<T>>
class stack
{
public:

    //在栈顶插入一个元素
    //实际上就是在vector的尾部插入一个元素
    void push(const T& x)
    {
        con.push_back(x);
    }

    //删除掉栈顶元素
    //就是删除vector尾部的元素
    //我们调用相应接口就行
    void pop()
    {
        con.pop_back();
    }

    //返回栈顶元素，就是返回vector尾部的元素
    T& top()
    {
        return con.back();
    }

    const T& top()const
    {
        return con.back();
    }

    //vector的size就是栈的size
    size_t size()const
    {
        return con.size();
    }

    //判空
    bool empty()const
    {
        return con.empty();
    }

private:
    Container con;

};

我们模拟实现的栈的构造和析构都不用写，直接使用vector的就行了，编译器会自动调用vector的对应的函数。

队列的定义

队列是只允许在一端进行插入操作，而在另一段进行删除操作的线性表。

我们可以看到，队列就像是一个单向通道，只能向前走，不能后退。

队列是一种先进先出（First In First Out)的线性表，简称FIFO。允许插入的一端叫做队尾，允许删除的一端叫做队头。

这些就是队列的一些常见的接口。

队列模拟实现

由于，queue是支持在尾进入数据，在头部删除数据，如果说我们使用vector来模拟实现queue的话，vector没有push_fron这个接口，所以说不太容易完成队列的实现，那我们就需要使用deque来实现了。

deque 其实就是结合了list 和vector 相应的优点，弱化了他们的缺点，出现的一种数据结构。他其实很多地方都和list 和vector 相似。

下面，我们就使用deque来实现queue。

template<class T,class container =deque<T>>
class queue
{
public:
   //在queue的尾部插入
    void push(const T& x)
    {
        _c.push_back(x);
    }

    //queue是尾进头出
    //所以我们调用pop_front这个接口
    void pop()
    {
        _c.pop_front();
    }

    //queue也支持访问尾部元素
    T& back()
    {
      return   _c.back();
    }
    const T& back()const
    {
        return _c.back();
    }

    //访问头部元素，直接调用
    //deque的front即可
    T& front()
    {
        return _c.front();
    }
    const T& front()const
    {
        return _c.front();
    }

    //deque的size就是queue的size
    size_t size()const
    {
        return _c.size();
   }
    //判空
    bool empty()const
    {
        return _c.empty();
    }

private:

    container _c;

};