stack是以deque为底层容器的容器适配器的一个对象,所以stack的相关接口都可以使用底层容器的,换句话说stack封装了deque。

所以服用deque来实现stack的接口的话就比较简单了:

代码语言:javascript

AI代码解释

#include <iostream>
#include <deque>
using namespace std;
namespace stk
{
	//stack
	template<class T, class Container = deque<T>>
	class stack
	{
	public:
		void push(const T& x)
		{
			_con.push_back(x);
		}
		void pop()
		{
			_con.pop_back();
		}
		const T& top()
		{
			return _con.back();
		}

		size_t size()
		{
			return _con.size();
		}
		bool empty()
		{
			return _con.empty();
		}
	private:
		Container _con;
	};

2. queue

2.1. queue的介绍 queue官方文档

  • 队列是一种容器适配器,专门用于先进先出的上下问环境中,其中从元素一端插入插入元素,另一端提取元素
  • 与stack一样,queue也是一个封装了底层容器的容器适配器的一个对象
  • 底层容器可以是标准类容器模版之一,该底层容器应该包含下面操作:
    • 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
  • 默认情况下,如果没有指定底层容器,则会使用标准容器deque

2.2. queue使用及其模拟实现

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

2.2.1. queue()

与stack一样,会自动调用析构函数和构造函数:

2.2.2. 其他接口

queue与stack和逻辑不一样的地方就在于,队首删除,队尾插入:

代码语言:javascript

AI代码解释

namespace stk
{
	//stack
	template<class T, class Container = deque<T>>
	class stack
	{
	public:
		void push(const T& x)
		{
			_con.push_back(x);
		}
		void pop()
		{
			_con.pop_back();
		}
		const T& top()
		{
			return _con.back();
		}

		size_t size()
		{
			return _con.size();
		}
		bool empty()
		{
			return _con.empty();
		}
	private:
		Container _con;
	};

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

		size_t size()
		{
			return _con.size();
		}
		bool empty()
		{
			return _con.empty();
		}
	private:
		Container _con;
	};
}

3. 测试

代码语言:javascript

AI代码解释

using namespace stk;
using namespace std;

void test_stack() {
    cout << "============ Testing Stack ============" << endl;

    // 测试默认容器(deque)
    stack<int> s1;
    cout << "Stack with default container (deque):" << endl;

    // 测试push和size
    s1.push(10);
    s1.push(20);
    s1.push(30);
    cout << "Size after pushing 3 elements: " << s1.size() << endl;
    cout << "Top element: " << s1.top() << endl;

    // 测试pop
    s1.pop();
    cout << "Top after pop: " << s1.top() << endl;
    cout << "Size after pop: " << s1.size() << endl;

    // 测试empty
    cout << "Is empty? " << (s1.empty() ? "Yes" : "No") << endl;

    // 清空栈
    s1.pop();
    s1.pop();
    cout << "Is empty after popping all? " << (s1.empty() ? "Yes" : "No") << endl;
    cout << endl;

    // 测试vector作为底层容器
    stack<int, vector<int>> s2;
    cout << "Stack with vector container:" << endl;
    s2.push(100);
    s2.push(200);
    cout << "Top: " << s2.top() << endl;
    cout << "Size: " << s2.size() << endl;
    cout << endl;
}

void test_queue() {
    cout << "============ Testing Queue ============" << endl;

    // 测试默认容器(deque)
    queue<int> q1;
    cout << "Queue with default container (deque):" << endl;

    // 测试push
    q1.push(10);
    q1.push(20);
    q1.push(30);
    cout << "Size after pushing 3 elements: " << q1.size() << endl;
    cout << "Front element: " << q1.front() << endl;
    cout << "Back element: " << q1.back() << endl;

    // 测试pop
    q1.pop();
    cout << "Front after pop: " << q1.front() << endl;
    cout << "Back after pop: " << q1.back() << endl;
    cout << "Size after pop: " << q1.size() << endl;

    // 测试empty
    cout << "Is empty? " << (q1.empty() ? "Yes" : "No") << endl;

    // 清空队列
    q1.pop();
    q1.pop();
    cout << "Is empty after popping all? " << (q1.empty() ? "Yes" : "No") << endl;
    cout << endl;

    // 测试list作为底层容器
    queue<int, list<int>> q2;
    cout << "Queue with list container:" << endl;
    q2.push(100);
    q2.push(200);
    q2.push(300);
    cout << "Front: " << q2.front() << endl;
    cout << "Back: " << q2.back() << endl;
    cout << "Size: " << q2.size() << endl;
    cout << endl;
}

void test_edge_cases() {
    cout << "============ Testing Edge Cases ============" << endl;

    // 测试空栈/队列的操作
    stack<int> s;
    queue<int> q;

    cout << "Empty stack size: " << s.size() << endl;
    cout << "Empty queue size: " << q.size() << endl;
    cout << "Is stack empty? " << (s.empty() ? "Yes" : "No") << endl;
    cout << "Is queue empty? " << (q.empty() ? "Yes" : "No") << endl;
    cout << endl;

    // 测试字符串类型
    stack<string> str_stack;
    str_stack.push("Hello");
    str_stack.push("World");
    cout << "String stack top: " << str_stack.top() << endl;

    queue<string> str_queue;
    str_queue.push("First");
    str_queue.push("Second");
    cout << "String queue front: " << str_queue.front() << endl;
    cout << "String queue back: " << str_queue.back() << endl;
}

int main() {
    cout << "Testing STK Container Adapters Implementation" << endl;
    cout << "=============================================" << endl << endl;

    test_stack();
    test_queue();
    test_edge_cases();

    cout << "============ All Tests Completed ============" << endl;
    return 0;
}

运行结果:

(本篇完)

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