C++——栈和队列容器

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前言：这篇文章我们将栈和队列两个容器放在一起进行分享，因为这两个要分享的知识较少，而且两者在结构上有很多相似之处，比如栈只能在栈顶操作，队列只能在队头和队尾操作。

不同于前边所分享的三种容器，这篇文章要介绍的两个容器，不再是单纯的空间创建存储，而是以vector、list等容器为底层来实现的容器。 

目录

一.栈

1.栈的框架

 2.功能实现

二.队列

1.队列框架

2.功能实现

三.扩展

总结

一.栈

栈的关键在于只能从栈顶进行入栈和出栈，那么我们就可以将vector或者list的头作为栈底，在尾进行操作。

1.栈的框架

在数据结构的学习中我们已经知道，栈有顺序栈和链式栈两种，所以容器栈就可以按照需求，通过模板来选择是创建顺序栈还是链式栈：

#include<vector>#include<list>namespace Mystack{//stack<int vector<int>> 顺序栈//stack<int list<int>> 链式栈template<class T, class Container = vector<T>>class stack{public:private:Container _con;};}

想要这样创建栈，就必须包含vector和list两个容器的头文件。 

通过使用两个模板参数，一个代表数据类型，一个代表栈的类型。Container即英文"容器"。

因为通常情况下所使用的栈都是顺序栈，所以我们为了方便栈的创建，可以将模板也写成缺省模板。缺省模板和缺省函数类似。 

 2.功能实现

我们直接来看：

//入栈void push(const T& x){_con.push_back(x);}//出栈void pop(){_con.pop_back();}//数据个数size_t size(){return _con.size();}//判空bool empty(){return _con.empty();}//栈顶元素const T& top(){return _con.back();}

因为栈的底层是另外两种容器之一，所以我们可以直接去调用它们的成员函数来实现我们的成员函数，入栈就是尾插，出栈即是尾删、依次类推。 

测试如下：

二.队列

队列不同于栈，队列是在队尾插入元素，在队头删除元素。但是我们知道，vector并不支持头部的插入删除操作，因为这样的效率很低，所以我们只推荐使用list来作为队列的底层。

1.队列框架

template<class T, class Container = list<T>>    class queue{public:private:Container _con;};

2.功能实现

//入队void push(const T& x){_con.push_back(x);}//出队void pop(){_con.pop_front();}//队尾元素T& back(){return _con.back();}const T& back()const{return _con.back();}//队头元素T& front(){return _con.front();}const T& front()const{return _con.front();}//数据个数size_t size()const{return _con.size();}//判空bool empty()const{return _con.empty();}

仍然是调用list的成员函数来实现queue的成员函数，测试如下：

三.扩展

除了vector、list之外，还有一种容器可以作为队列的底层——deque。

 deque的底层是由多个长度相同的数组组成，而这些数组则由一个指针数组来管理。

deque能够同时支持下标随机访问和头尾的插入删除，所以除了队列之外，在C++的底层，栈和队列实际上都是由deque来实现的。

这里我们不对deque进行展开讲解，仅供小伙伴们了解。 

总结

stack和queue的使用和模拟实现都非常简单，也算是为前边学习的复杂模拟的一点小放松。

喜欢本篇文章的小伙伴记得一键三连，我们下期再见！

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