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1、容器适配器
1.1 什么是适配器
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。
1.2 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queue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（双端队列）。
1.3 deque的简单介绍
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：
详细过程：
deque的优缺点：
1、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。
2、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。
3、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。
2、stack的介绍和使用
2.1 stack的介绍
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。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。
2.2 stack的使用
2.3 stack的模拟实现
#pragma once
#include <vector>
namespace bite
{
template<class T>
class stack
{
public:
stack()
{
}
void push(const T& x)
{
_con.push_back(x);
}
void pop()
{
_con.pop_back();
}
T& top()
{
return _con.back();
}
const T& top()const
{
return _con.back();
}
int size()const
{
return _con.size();
}
bool empty()const
{
return _con.empty();
}
private:
std::vector<T> _con
};
}
3、queue的介绍和使用
3.1 queue的介绍
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。 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。
3.2 queue的使用
3.3 queue的模拟实现
#pragma once
#include <list>
namespace bite
{
template<class T>
class queue
{
public:
queue()
{
}
void push(const T& x)
{
q.push_back(x);
}
void pop()
{
q.pop_front();
}
T& front()
{
return q.front();
}
const T& front()const
{
return q.front();
}
T& back()
{
return q.back();
}
const T& back()const
{
return q.back();
}
size_t size()const
{
return q.size();
}
bool empty()const
{
return q.empty();
}
private:
std::list<T> q;
};
}
4、priority_queue的介绍和使用
4.1 priority_queue的介绍
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。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)。
4.2 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。
4.3 priority_queue的模拟实现
#pragma once
#include <vector>
namespace bite
{
template<class T,class Con=vector<T>,class CMP=less<T>>
class priority_queue
{
public:
priority_queue()
{
}
template<class Iterator>
priority_queue(Iterator first, Iterator last)
: _con(first, last)
{
int root = ((_con.size() - 2) >> 1);
while (root >= 0)
{
_AdjustDown(root);
root--;
}
}
void push(const T& x)
{
_con.push_back(x);
_AdjustUp();
}
void pop()
{
if (empty())
return;
swap(_con.front(), _con.back());
_con.pop_back();
_AdjustDown(0);
}
const T& top()const
{
return _con.front();
}
size_t size()const
{
return _con.size();
}
bool empty()const
{
return _con.empty();
}
private:
//´´½¨Ð¡¶Ñ
void _AdjustDown(size_t parent)
{
size_t child = parent * 2 + 1;
size_t size = _con.size();
CMP cmp;
while (child < size)
{
if (child + 1 < size&&cmp(_con[child], _con[child + 1]))
child += 1;
if (CMP()(_con[parent], _con[child]))
{
swap(_con[parent], _con[child]);
parent = child;
child = parent * 2 + 1;
}
else
break;
}
}
void _AdjustUp()
{
size_t child = _con.size() - 1;
size_t parent = ((child - 1) >> 1);
while (child)
{
if (CMP()(_con[parent], _con[child]))
{
swap(_con[parent], _con[child]);
child = parent;
parent = ((child - 1) >> 1);
}
else
break;
}
}
private:
Con _con;
};
}