函数说明	接口说明
stack（）	构造空的栈
empty()	检测stack是否为空
size()	返回stack中元素的个数
top()	返回栈顶元素的引用
push()	将元素val压入stack中
pop()	将stack中尾部的元素弹出

三.stack 模拟实现

普通版本：

stack的模拟实现非常简单，我们利用已经学过的vector去封装他的几个接口就可以了。

template<class T>
  class Stack
  {
  public:
    Stack()
    {}
    const T& top()
    {
      return _v.back();
    }
    void pop()
    {
      return _v.pop_back();
    }
    void push(const T& val)
    {
      _v.push_back(val);
    }
    size_t size()
    {
      return _v.size();
    }
    bool empty()
    {
      return _v.empty();
    }
  private:
    vector<T> _v;
  };
    int main()
    {
      Stack<int> st;
      st.push(100);
      st.push(200);
      st.push(300);
      st.push(400);
      while (!st.empty())
      {
        cout << st.top()<<" ";
        st.pop();
      }
        return 0;
    }

编辑

这里我们使用的是vector做的底层容器，在std::stack中，底层容器是deque并且支持切换成其他容器，这也就是stack被叫做容器适配器的原因。

适配器版本：

容器适配器，我们仅仅需要利用一个类模板参数就可以了，一个类模板参数就可以控制底层存储数据的容器类型，是vector还是list又或者是deque。

//容器适配器class Container = vector<T>，class Container = list<T>....
    template<class T ,class Container >
  class Stack
  {
  public:
    Stack()
    {}
    const T& top()
    {
      return _v.back();
    }
    void pop()
    {
      return _v.pop_back();
    }
    void push(const T& val)
    {
      _v.push_back(val);
    }
    size_t size()
    {
      return _v.size();
    }
    bool empty()
    {
      return _v.empty();
    }
  private:
    Container _v;
  };
    int main()
    {
      Stack<int,list<int>> st;
      st.push(100);
      st.push(200);
      st.push(300);
      st.push(400);
      while (!st.empty())
      {
        cout << st.top()<<" ";
        st.pop();
      }
        return 0;
    }

在类模板的哪里也是可以给缺省参数，就可以实现默认存储容器。

template<class T ,class Container = deque<T>>

编辑

四.queue的介绍

queue-----reference

1. 队列是一种容器适配器，专门用于在FIFO上下文(先进先出)中操作，其中从容器一端插入元素，另一端提取元素。

2. 队列作为容器适配器实现，容器适配器即将特定容器类封装作为其底层容器类，queue提供一组特定的成员函数来访问其元素。元素从队尾入队列，从队头出队列。

3. 底层容器可以是标准容器类模板之一，也可以是其他专门设计的容器类。该底层容器应至少支持以下操作:

empty：检测队列是否为空
size：返回队列中有效元素的个数
front：返回队头元素的引用
back：返回队尾元素的引用
push_back：在队列尾部入队列
pop_front：在队列头部出队列

4. 标准容器类deque和list满足了这些要求。默认情况下，如果没有为queue实例化指定容器类，则使用标准容器deque。

编辑

五. queue使用

函数声明	接口说明
queue()	构造空的队列
empty()	检测队列是否为空，是返回true，否则返回false
size()	返回队列中有效元素的个数
front()	返回队头元素的引用
back()	返回队尾元素的引用
push()	在队尾将元素val入队列
pop()	将队头元素出队列

六.queue模拟实现

因为queue的接口中存在头删和尾插，因此使用vector来封装效率太低，故可以借助list来模拟实现queue，具体如下：

普通list版本：

template<class T>
  class Queue
  {
  public:
    Queue()
    {
    }
    void push(const T& val)
    {
      _q.push_back(val);
    }
    void pop()
    {
      _q.pop_front();
    }
    const T& front()
    {
      return _q.front();
    }
    const T& back()
    {
      return _q.back();
    }
    size_t size()
    {
      return _q.size();
    }
    bool empty()
    {
      return _q.empty();
    }
  private:
    list<T> _q;
  };

适配器版本：

template<class T,class Container=list<T>>
  class Queue
  {
  public:
    Queue()
    {
    }
    void push(const T& val)
    {
      _q.push_back(val);
    }
    void pop()
    {
      _q.pop_front();
    }
    const T& front()
    {
      return _q.front();
    }
    const T& back()
    {
      return _q.back();
    }
    size_t size()
    {
      return _q.size();
    }
    bool empty()
    {
      return _q.empty();
    }
  private:
    Container _q;
  };

编辑

七.deque介绍

1.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。

编辑

STL标准库中stack和queue的底层结构：

虽然stack和queue中也可以存放元素，但在STL中并没有将其划分在容器的行列，而是将其称为容器适配器，这是因为stack和队列只是对其他容器的接口进行了包装，STL中stack和queue默认使用deque，比如：

编辑

编辑 2.deque的简单介绍

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。

编辑

同时从库中提供的接口来看，deque还提供了下标的随机访问的功能，但是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：

编辑

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：

编辑

3.deque的缺陷

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，因此其效率是比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。

4.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。

C++ STL stack & queue

一.stack 介绍

二.stack 使用

三.stack 模拟实现

普通版本：

适配器版本：

四.queue的介绍

五. queue使用

六.queue模拟实现

七.deque介绍

1.容器适配器

编辑 2.deque的简单介绍

3.deque的缺陷

4.为什么选择deque作为stack和queue的底层默认容器

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