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【C++】[STL][容器适配器]----Stack & Queue(讲解+模拟实现)

来源:化拓教育网

stack 和 queue是C++的STL库中的容器适配器,本文对容器适配器进行讲解。

下面进入主题。


一. 容器适配器

1.1 概念:

1.2 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:

1.3 deque的原理介绍 

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。

 

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:

 

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:

 

 

那deque是如何借助其迭代器维护其假想连续的结构呢? 

 1.4 deque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。
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

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