STL-stack的使用及其模拟实现

   在C++标准库中，stack是一种容器适配器，它以后进先出的方式组织数据，其删除只能从容器的栈顶进行元素的插入与取出操作。

stack的使用

stack的构造函数

stack的成员函数

empty：判断栈是否为空
back：返回当前栈中元素的数量（大小）

top:获取栈顶元素的引用
push:将一个新的元素压入栈中

emplace:在栈顶处构造一个新的元素，使用传递的参数来进行构造
pop:将栈顶元素弹出（删除）

swap:用于交换两个栈的内容，使得两个栈中的元素互换

容器适配器

    容器适配器（Container Adapters）是 C++ 标准库提供的一种数据结构，它们基于现有的容器类型，提供了特定的接口和功能，以便更方便地实现某些特定的数据结构和算法。容器适配器本质上是对底层容器的封装，提供了不同的数据访问方式，使它们适用于特定的用途。

标准库中提供了三种常用的容器适配器：

stack：栈适配器，基于底层容器提供了栈数据结构的操作，如压入（push）、弹出（pop）、查看栈顶元素等。默认底层容器是 std::deque，但也可以使用其他支持 back() 和 push_back() 操作的容器。
queue：队列适配器，基于底层容器提供了队列数据结构的操作，如入队（push）、出队（pop）、查看队首元素等。默认底层容器是 std::deque，但也可以使用其他支持 back() 和 push_back() 操作的容器。
priority_queue：优先队列适配器，基于底层容器提供了优先队列数据结构的操作，支持在插入元素时根据优先级进行排序。默认底层容器是 std::vector，但也可以使用其他支持随机访问和插入操作的容器。

双端队列

  deque(双端队列)：是一种双开口的"连续"空间的数据结构，双开口的含义是：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比较，头插效率高，不需要搬移元素；与list比较，空间利用率比较高。

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，其底层结构如下图所示：

双端队列底层是一段假想的连续空间，实际是分段连续的，为了维护其“整体连续”以及随机访问的假想，落在了deque的迭代器身上，因此deque的迭代器设计就比较复杂，如下图所示：

双端队列的缺陷

与vector比较，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，因此其效率是必vector高的。

与list比较，其底层是连续空间，空间利用率比较高，不需要存储额外字段。但是，deque有一个致命缺陷：不适合遍历，因为在遍历时，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，而目前能看到的一个应用就是，STL用其作为stack和queue的底层数据结构。

stack的模拟实现

//适配器模式/配接器

template<class T,class Container=vector<T>>
class stack {
public:
    void push(const T& x) {
        _con.push_back(x);
    }
    void pop() {
        _con.pop_back();
    }
    const T& top() {
        return _con.back();
    }
    size_t size() {
        return _con.size();
    }
    bool empty() {
        return _con.empty();
    }
private:
    //vector<T> _v;
    Container _con;
};
void test_stack() {
    //stack<int, vector<int>> st;
    //stack<int, list<int>> st;
    stack<int> st;
    st.push(1);
    st.push(2);
    st.push(3);
    st.push(4);
    while (!st.empty()) {
        cout << st.top() << " ";
        st.pop();
    }
    cout << endl;
}

成员函数的模拟实现

push(const T& x)：将传入的元素值 x 添加到底层容器的末尾，实现了入栈操作。
pop()：从底层容器的末尾删除一个元素，实现了出栈操作。
T& top() 和 const T& top() const：分别返回底层容器的末尾元素的引用（允许修改）和常量引用（只读），实现了查看栈顶元素操作。
bool empty() const：返回底层容器是否为空。
size_t size() const：返回底层容器中元素的数量。
私有成员变量 _con：这是一个模板类的私有成员变量，用于存储实际的栈元素。其类型是根据模板参数 Container 确定的，在实例化时会被替换为具体的容器类型。