一、容器适配器
stack
queue
priority_queue
stack、queue、priority_queue 都不支持任一种迭代器,它们都是容器适配器类型,stack是用vector/deque/list对象创建了一个先进后出容器;queue是用deque或list对象创建了一个先进先出容器;priority_queue是用vector/deque创建了一个排序队列,内部用二叉堆实现。
前面或多或少谈到过list/vector的实现,而没提到过deque的实现,可以用以下一句话概括,具体可以看看《stl源码剖析》:
Storing contents in multiple smaller arrays, allocating additional arrays at the beginning or end as needed.
Indexing is implemented by keeping a dynamic array containing pointers to each of the smaller arrays.
(一)、stack
首先来看示例代码:
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#include <iostream>
#include <vector> #include <list> #include <stack> using namespace std; int main(void) //for (size_t i=0; i<s.size(); i++) while (!s.empty()) |
再看stack 的源码:
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// TEMPLATE CLASS stack
template < class _Ty, class _Container = deque<_Ty> > class stack { // LIFO queue implemented with a container public: typedef _Container container_type; typedef typename _Container::value_type value_type; typedef typename _Container::size_type size_type; typedef typename _Container::reference reference; typedef typename _Container::const_reference const_reference; stack() explicit stack(const _Container &_Cont) bool empty() const size_type size() const reference top() const_reference top() const void push(const value_type &_Val) void pop() const _Container &_Get_container() const protected: |
即有一个_Container 成员,默认是deque<_Ty> ,当然也可以传递vector, list 进去,只要支持push_back,pop_back 等接口。内部的函数实现
都借助了容器的函数,跟以前实现过的Stack 很像。
(二)、queue
先来看示例代码:
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#include <iostream>
#include <vector> #include <list> #include <stack> #include <queue> using namespace std; int main(void) queue<int, list<int> > q; while (!q.empty()) cout << endl; return 0; |
再来看queue 源码:
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// TEMPLATE CLASS queue
template < class _Ty, class _Container = deque<_Ty> > class queue { // FIFO queue implemented with a container public: typedef _Container container_type; typedef typename _Container::value_type value_type; typedef typename _Container::size_type size_type; typedef typename _Container::reference reference; typedef typename _Container::const_reference const_reference; queue() explicit queue(const _Container &_Cont) bool empty() const size_type size() const reference front() const_reference front() const reference back() const_reference back() const void push(const value_type &_Val) void pop() const _Container &_Get_container() const protected: |
实现跟stack 是很类似的,只是queue不能用vector 实现,因为没有pop_front 接口。
(三)、priority_queue
先来看示例代码:
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#include <iostream>
#include <functional> #include <vector> #include <list> #include <stack> #include <queue> using namespace std; int main(void) while (!q.empty()) cout << endl; return 0; |
再来看priority_queue 的源码:
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// TEMPLATE CLASS priority_queue
template < class _Ty, class _Container = vector<_Ty>, class _Pr = less<typename _Container::value_type> > class priority_queue { // priority queue implemented with a _Container public: typedef _Container container_type; typedef typename _Container::value_type value_type; typedef typename _Container::size_type size_type; typedef typename _Container::reference reference; typedef typename _Container::const_reference const_reference; priority_queue() explicit priority_queue(const _Pr &_Pred) priority_queue(const _Pr &_Pred, const _Container &_Cont) template<class _Iter> template<class _Iter> template<class _Iter> bool empty() const size_type size() const const_reference top() const reference top() void push(const value_type &_Pred) void pop() protected: |
priority_queue 的实现稍微复杂一点,可以传递3个参数,而且有两个成员,comp 即自定义比较逻辑,默认是less<value_type>,在构造函数中
调用make_heap函数构造二叉堆,comp 主要是用于构造二叉堆时的判别,如果是less
则构造大堆,如果传递greater 则构造小堆.
注意,priority_queue 不能用list 实现,因为list 只支持双向迭代器,而不支持随机迭代器。
下面举个例子说明make_heap 函数的用法:
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#include <iostream>
#include <functional> #include <vector> #include <list> #include <stack> #include <queue> using namespace std; int main(void) copy(a, a + 5, ostream_iterator<int>(cout, " ")); sort(a, a + 5); return 0; |
输出:
5 4 2 1 3
1 2 3 4 5
make_heap() 将容器的元素构造成二叉堆,传递的是less,即构造的是大堆,把大堆层序遍历的结果存入数组,再调用sort()
进行排序,内部调用
的实际算法不一定,可以是堆排序、插入排序、选择排序等等,跟踪进去发现调用的是插入排序;当然也可以直接指定使用堆排序
sort_heap(调用
者必须已经是堆了,也就是前面已经先调用了make_heap,而且大小堆类型得匹配),与make_heap
一样,第三个参数传递的都是函数对象的用
法。sort 和 sort_heap 默认都是从小到大排序,除非重载的版本传递了第三个参数,如下,第三个参数可以是函数指针,也可以是函数对象:
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2 3 4 5 6 7 8 |
// order heap by repeatedly popping, using operator<
template<class _RanIt> inline void sort_heap(_RanIt _First, _RanIt _Last); // order heap by repeatedly popping, using _Pred |
传递greater 构造的是小堆,如下图所示:
参考:
C++ primer 第四版
Effective C++ 3rd
C++编程规范