C++---容器适配器（stack、queue、priority

容器适配器

首先我们要知道容器适配器是干啥的。
我们可以简单的将容器适配器当做一个接口装置。有的电脑上没有数据转接口，但是有usb接口，这是我们没必要重新买一个电脑，我们可以做一个usb数据转接线。而这根数据转接线就类似于适配器一样。在C++中，我们已经有了（vector、list、deque等容器）插入、删除、迭代器就电脑usb接口，当我们想要实现栈的操作时，我么没有必要再重新写新的数据结构，只需要将其接口进行重新的封装，相当于做了一根数据转接线。我们就可以将这个容器当做数据结构使用。

C++中定义了3种容器适配器，它们让容器提供的接口变成了我们常用的的3种数据结构，stack（栈）、queue（队列）、priority_queue（优先级对列）

栈：先进后出，我们可以想一下，在STL中，其底层应该一些序列式中容器，能够进行提供push_back（向栈顶插入元素) 、pop_back（删除栈顶元素）序列式容器都可以满足封装成栈的要求。
队列：先进先出。对pop_front（头删）、push_back（尾插）操作的序列式容器的封装，底层不可能是vector。
优先级队列：支持随机访问的功能，所以其底层结构只能为vector或duque。

stack（栈）接口

接口	接口说明
empty()	栈为空则返回真
pop()	移除栈顶元素
push()	在栈顶增加元素
size()	返回栈中元素数目
top()	返回栈顶元素

qeque（队列）接口

接口	接口说明
empty()	队列为空则返回真
front	队首元素地址
back	队尾元素地址
size()	返回队列中元素数目
push()	在队尾中插入元素
pop()	队首元素出队

priority_queue（优先级对列）

接口	接口说明
empty()	如果优先队列为空，则返回真
pop()	删除第一个元素
push()	加入一个元素
size()	返回优先队列中拥有的元素的个数
top()	返回优先队列中有最高优先级的元素

我们观察一下，各个适配器的底层实现结构。

stack底层实现结构为deque

queue底层实现结构为deque

priority_queue底层实现结构为vector

为什么stack与queue底层为deque，priority_queue底层为vector？

deque于vector的区别

底层实现不同：为双端队列

	deque	vector
底层实现不同	双端队列	连续的空间
插入删除方式	头尾两端都可插入、删除	任意位置都可插入、删除
查找效率	支持随机访问，速度比较慢	支持随机访问，速度快
扩容机制	deque在扩容不需要进行元素的搬移	扩容时需要进行元素的搬移
迭代器	对原生态指针的封装	原生态指针的别名

列举了几个重要的信息：我们现在了解到为啥stack、queue、priority_queue底层实现不同。

stack、queue不需要进行元素遍历，但是元素入栈、入队容易发生扩容操作，所以使用deque。在stack中元素增长时，deque比vector的效率高；queue中的元素增长时，deque不仅效率高，而且内存使用率高。
priority_queue需要对元素进行遍历，vector迭代器的速度相对于duque来说比较快。

stack模拟实现
由于直接使用stack容易于系统封装的stack发生冲突，解决办法 1.命名空间 2.类名修改，这里我使用第二中办法。

template<class T,class S = deque<T>>
class Stack
{public:Stack() {}void push(const T& x){_s.push_back(x);}void pop(){_s.pop_front();}T& top() //这块需要注意，由于栈是先进后出，这块于deque的刚好相反{return _s.back();}size_t size(){return _s.size();}bool empty(){return _s.empty();}
private:S _s;
};

queue模拟实现

namespace bai
{template<class T, class D = deque<T>>class queue{public:queue(){}void push(const T& data){_d.push_back(data);}void pop(){_d.pop_front();}T& top(){return _d.front();}size_t size(){return _d.size();}bool empty(){return _d.empty();}T& back(){return _d.back();}private:D  _d;};
}

priority_queue模拟实现

//模板参数：参数类型，底层实现结构，比较方式，默认为大顶堆 less:大堆 greater:小堆
template<class T, class Container = vector<T>,class Compare = less<T>>
class priority_queue
{public:priority_queue():con(){}template<class iterator>priority_queue(iterator first, iterator last): con(first,last){int rear = con.size();int node = ((rear - 2) >> 1);for (; node >= 0; --node){AdjustDown(node);}}void push(const T& x){con.push_back(x);AdjustUp(con.size()-1);}void pop(){if (con.empty())return;swap(con.front(), con.back());con.pop_back();AdjustDown(0);}T& top(){return con.front();}bool empty(){return con.empty();}private:void AdjustUp(int child_index){int parent_index = (child_index - 1) >> 1;while (child_index != 0){if (comp(con[parent_index], con[child_index])){swap(con[parent_index], con[child_index]);child_index = parent_index;parent_index = (child_index - 1) >> 1;}elsereturn;}}void AdjustDown(int parent_index){int child_index = parent_index * 2 + 1;if (child_index < con.size() - 1 && comp(con[child_index], con[child_index+1])){child_index += 1;}if (comp(con[parent_index], con[child_index])){swap(con[parent_index], con[child_index]);parent_index = child_index;child_index = child_index * 2 + 1;}elsereturn;}Container con;Compare comp;
};

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