C++——stack|queque|容器适配器 栈的实现 queque实现 dequequedequeque的缺陷 优先级队列习题 优先级队列模拟实现 仿函数(一)

本文涉及的产品
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简介: 笔记

容器适配器


20.png

我们可以看出,栈中没有空间配置器(内存池),而是适配器


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

21.png22.png23.png

栈的实现


#include<vector>
#include<iostream>
using namespace std;
namespace myspace
{
  template<class T>
  class Stack
  {
  public:
  void push(const T& x)
  {
    _con.push_back(x);
  }
  void pop()
  {
    _con.pop_back();
  }
  T& top()
  {
    return _con.back();//back接口访问尾部的数据
  }
  T& top()const
  {
    return _con.back();//back接口访问尾部的数据
  }
  bool empty()
  {
    return _con.empty();
  }
  size_t size()const
  {
    return _con.size();
  }
  private:
  vector<T> _con;
  };
}

此时这个栈并不是适配器,因为底层被写死了,底层是用vector实现的,如果想让它适配,加上适配器即可


此时就是适配器

24.png25.png

list

26.png



注意队列不能用vector,编译会报错,因为不支持头删,没有pop_front


queque实现

namespace myspace
{
  template<class T, class Container = deque<T>>
  class queue
  {
  public:
  void push(const T& x)
  {
    _con.push_back(x);
  }
  void pop()
  {
    _con.pop_front();
  }
  T& back()
  {
    return _con.back();
  }
  T& front()
  {
    return _con.front();
  }
  const T& back() const
  {
    return _con.back();
  }
  const T& front() const
  {
    return _con.front();
  }
  bool empty()  const
  {
    return _con.empty();
  }
  size_t size() const
  {
    return _con.size();
  }
  private:
  Container _con;
  };
}

dequeque


2.png27.png


我们发现栈和队列都有一个dequeque


dequeque不是队列,是vector和list的结合体


1.支持任意位置的插入删除


2.支持随机访问

3.png4.png

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:

5.png



双端队列底层是一段假象的连续空间,实际是分段连续的,为了维护其“整体连续”以及随机访问的假象,落在了deque的迭代器身上,因此deque的迭代器设计就比较复杂,如下图所示:

6.png7.png

dequeque的缺陷

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(中间的插入删除效率很低),


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


测试之后,dequeque显然效率低8.png

void test_op()
{
  srand(time(0));
  const int N = 100000;
  vector<int> v;
  v.reserve(N);
  deque<int> dp;
  for (int i = 0; i < N; ++i)
  {
  auto e = rand();
  v.push_back(e);
  dp.push_back(e);
  }
  int begin1 = clock();
  sort(v.begin(), v.end());
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