5.1 c++ STL 容器适配器简介

1. 适配器简介

在详解什么是容器适配器之前，初学者首先要理解适配器的含义。

其实，容器适配器中的“适配器”，和生活中常见的电源适配器中“适配器”的含义非常接近。我们知道，无论是电脑、手机还是其它电器，充电时都无法直接使用 220V 的交流电，为了方便用户使用，各个电器厂商都会提供一个适用于自己产品的电源线，它可以将 220V 的交流电转换成适合电器使用的低压直流电。

从用户的角度看，电源线扮演的角色就是将原本不适用的交流电变得适用，因此其又被称为电源适配器。

2. 容器适配器

简单理解容器适配器， 就是将不适用的序列式容器（包括vector, deque, list ）变得适用，

即通过封装某个序列式容器，并重新组合该容器中包含的成员函数，使其满足某些特定场景的需要；

2.1 适配器举例

举一个例子，假设一个代码模块 A，它的构成如下所示：


class A{public:void f1(){}void f2(){}void f3(){}void f4(){}
};

现在我们需要设计一个模板 B，但发现，其实只需要组合一下模块 A 中的 f1()、f2()、f3()，就可以实现模板 B 需要的功能。其中 f1() 单独使用即可，而 f2() 和 f3() 需要组合起来使用，如下所示：

class B{private:A * a;
public:void g1(){a->f1();}void g2(){a->f2();a->f3();}
};

可以看到，就如同是电源适配器将不适用的交流电变得适用一样，

模板 B 将不适合直接拿来用的模板 A 变得适用了，因此我们可以将模板 B 称为 B 适配器。

容器适配器的底层实现和模板 A、B 的关系是完全相同的。

2.2 容器适配器的本质

容器适配器本质上还是容器，只不过此容器模板类的实现，利用了大量其它基础容器模板类中已经写好的成员函数。当然，如果必要的话，容器适配器中也可以自创新的成员函数。

注意， STL 中的容器适配器， 其内部使用的基础容器并不是固定的，用户可以在满足特定条件的多个基础容器中根据需求选择；

3. 容器适配器的分类

stack 栈适配器
queue 队列适配器；
priority_queue 优先权队列适配器；

各个容器适配器，所使用的默认基础容器，以及可以供用户选择的基础容器，如表所示

表 1 STL 容器适配器及其基础容器

容器适配器	基础容器筛选条件	默认使用的基础容器
stack	基础容器需包含以下成员函数： empty() , size() ,back(), push_back(), pop_back()满足条件的基础容器有 vector、deque、list。	deque
queue	基础容器需包含以下成员函数：empty(),size(),front(),back() ,push_back(), pop_front()满足条件的基础容器有 deque、list。	deque
priority_queue	基础容器需包含以下成员函数：empty(),size(),front(),push_back(),pop_back(), 满足条件的基础容器有vector、deque。	vector

不同场景下， 不同的序列式容器其底层采用的数据结构不同，
因此，容器适配器的执行效率也不尽相同；

4. 小结

由以上知识点，

C++中stack 是容器么？
我们使用的stack是属于哪个版本的STL？
我们使用的STL中stack是如何实现的？
stack 提供迭代器来遍历stack空间么？

4.1 stack 是容器适配器

stack 是容器适配器，虽然本质上是容器，但其机理是调用底层的基础容器，进行改动然后封装成特定功能的容器；

4.2 stack 属于哪个版本的STL？

通常情况下，我们使用的是 SGI STL 数据结构中的 stack ;

三个最为普遍的STL版本：

HP STL 其他版本的C++ STL，一般是以HP STL为蓝本实现出来的，HP STL是C++ STL的第一个实现版本，而且开放源代码。
P.J.Plauger STL 由P.J.Plauger参照HP STL实现出来的，被Visual C++编译器所采用，不是开源的。
SGI STL 由Silicon Graphics Computer Systems公司参照HP STL实现，被Linux的C++编译器GCC所采用，SGI STL是开源软件，源码可读性甚高。

接下来介绍的栈和队列也是SGI STL里面的数据结构，知道了使用版本，才知道对应的底层实现。

4.3 我们使用的STL中stack是如何实现的？

栈是以底层容器完成其所有的工作，对外提供统一的接口，底层容器可以是vector，deque，list ，也就是说我们可以控制使用哪种容器来实现栈的功能。

所以STL中栈被归类为container adapter（容器适配器）。

而 vector, deque, list 的底层实现可以是数组或链表；

我们常用的SGI STL，如果没有指定底层实现的话，默认是以deque为缺省情况下栈的低层结构。

deque是一个双向队列，只要封住一段，只开通另一端就可以实现栈的逻辑了。

通过指定底层容器实现 stack 和 queue；

SGI STL中 队列底层实现缺省情况下一样使用deque实现的。我们也可以指定vector为栈的底层实现，初始化语句如下：std::stack<int, std::vector<int> > third; // 使用vector为底层容器的栈刚刚讲过栈的特性，对应的队列的情况是一样的。队列中先进先出的数据结构，同样不允许有遍历行为，不提供迭代器, SGI STL中队列一样是以deque为缺省情况下的底部结构。也可以指定list 为起底层实现，初始化queue的语句如下：std::queue<int, std::list<int>> third;// 定义以list为底层容器的队列

4.4 栈不提供走访功能和迭代器

栈提供push 和 pop 等等接口，所有元素必须符合先进后出规则，所以栈不提供走访功能，也不提供迭代器(iterator)。

不像是set 或者map 提供迭代器iterator来遍历所有元素。