如何做好网站建设内容的策划,郑州鹏之信网络科技有限公司,百度四川营销中心,苏州网站定制公司哪家好文章目录 什么是容器适配器底层逻辑为什么选择deque作为stack和queue的底层默认容器优先队列优先队列的模拟实现stack和queue的模拟实现 什么是容器适配器
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)#xff0c;… 文章目录 什么是容器适配器底层逻辑为什么选择deque作为stack和queue的底层默认容器优先队列优先队列的模拟实现stack和queue的模拟实现 什么是容器适配器
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。
底层逻辑
stack和queue都是容器适配器,底层都是通过去适配双端队列deque去实现的,STL中没有把stack和queue划分在容器中,而是放在容器适配器,stack和queue默认使用deque. 那可不可以用vector去适配呢? 这也是可以的,只要是他们的所有接口,在这个容器中包含就可以进行适配,那么为什么底层默认会选择使用deque去进行适配呢? 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。 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listdeque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
为什么选择deque作为stack和queue的底层默认容器
stack是一种后进先出的特殊线性数据结构因此只要具有push_back()和pop_back()操作的线性结构都可以作为stack的底层容器比如vector和list都可以queue是先进先出的特殊线性数据结构只要具有push_back和pop_front操作的线性结构都可以作为queue的底层容器比如list。但是STL中对stack和queue默认选择deque作为其底层容器主要是因为
stack和queue不需要遍历(因此stack和queue没有迭代器)只需要在固定的一端或者两端进行操作。在stack中元素增长时deque比vector的效率高(扩容时不需要搬移大量数据)queue中的元素增长时deque不仅效率高而且内存使用率高。结合了deque的优点而完美的避开了其缺陷。
优先队列
优先队列本质上就是topk问题,那么优先队列是怎么实现的呢 优先队列的底层物理结构是数组,其中模板参数Compare是控制优先队列是大堆还是小堆, 优先队列默认是大堆–缺省参数就是less,如果要给大堆就是greater 这两个模板参数的底层实现:
//仿函数/函数对象
//重载了括号,让类可以向函数一样被调用
templateclass T
class Less
{
public:bool operator()(const T x, const T y){return x y;}
};templateclass T
class Greater
{
public:bool operator()(const T x, const T y){return x y;}
};优先队列的模拟实现
//优先队列,其实就是topk问题,底层结构就是堆,所以我们用数组---vector来存取数据templateclass T, class Container vectorT, class Compare lessT//默认是大堆,less对应的就是大堆//greaterT对应的是小堆 通过传Compare来控制大堆还是小堆,默认不传是大堆//仿函数控制实现大小堆class priority_queue{private:void AdjustDown(size_t parent){Compare com;size_t chidren parent * 2 1;while (chidren _con.size()){if (chidren 1 _con.size() com( _con[chidren], _con[chidren 1])){chidren 1;}//if (_con[parent] _con[chidren])if (com(_con[parent], _con[chidren])){swap(_con[parent], _con[chidren]);parent chidren;chidren parent * 2 1;}else{break;}}}void AdjustUp(int chidren){Compare com;int parent (chidren - 1) / 2;while (parent 0){if (com(_con[parent], _con[chidren])){swap(_con[chidren], _con[parent]);chidren parent;parent (chidren - 1) / 2;}else{break;}}}public:priority_queue(){}templateclass InputInteratorpriority_queue(InputInterator first, InputInterator last){//插入数据while (first ! last){_con.push_back(*first);first;}//建堆//从最后一个非叶子节点开始建堆-----关键for (int i (_con.size()-1-1) / 2; i 0; i--){AdjustDown(i);}}void pop()//删除的是第一个元素{swap(_con[0], _con[_con.size() - 1]);_con.pop_back();AdjustDown(0);}void push(const T x){//_con[_con.size()] x;_con.push_back(x);AdjustUp(_con.size() - 1);}T top(){return _con[0];}bool empty(){return _con.empty();}size_t size(){return _con.size();}private:Container _con;};stack和queue的模拟实现
#pragma once//适配器模拟实现
namespace sw
{ //数组栈与链式栈之间秒切换---------适配器templateclass T, class Container dequeT//模板参数不仅可以是int,double等内置类型也可以是容器,同时也可以给缺省值class stack{public:void push(const T x){_con.push_back(x);}void pop(){_con.pop_back();}T top(){return _con.back();//取最后一个元素,}size_t size(){return _con.size();}bool empty(){return _con.empty();}private:Container _con;};void test_stack(){cout stack endl;stackint, vectorint st1;st1.push(1);st1.push(2);st1.push(3);st1.push(4);while (!st1.empty()){cout st1.top() ;st1.pop();}cout endl;stackint, listint st2;st2.push(1);st2.push(2);st2.push(3);st2.push(4);while (!st2.empty()){cout st2.top() ;st2.pop();}cout endl;stackint st3;st3.push(1);st3.push(2);st3.push(3);st3.push(4);while (!st3.empty()){cout st3.top() ;st3.pop();}cout endl;}
}#pragma oncenamespace sw
{//适配器templateclass T, class Container dequeT//模板参数不仅可以是int,double等内置类型也可以是容器,同时也可以给缺省值class queue{public:void push(const T x){_con.push_back(x);}void pop(){_con.pop_front();}T front(){return _con.front();}T back(){return _con.back();}size_t size(){return _con.size();}bool empty(){return _con.empty();}private:Container _con;};void test_queue(){cout queue endl;queueint, dequeint q1;q1.push(1);q1.push(2);q1.push(3);q1.push(4);while (!q1.empty()){cout q1.front() ;q1.pop();}cout endl;queueint, listint q2;q2.push(1);q2.push(2);q2.push(3);q2.push(4);while (!q2.empty()){cout q2.front() ;q2.pop();}cout endl;}
}
