阿克苏市建设局网站,收录好的网站,一个人能建设一个公司网站吗,机械设备如何做网站目录 一、stack的介绍和使用
1.1 stack的介绍
1.2 stack的使用
1.3 stack的模拟实现
二、queue的介绍和使用
2.1 queue的介绍
2.2 queue的使用
2.3 queue的模拟实现
三、priority_queue的介绍和使用
3.1 priority_queue的介绍和使用
3.2 priority_queue的使用
3.4 p…目录 一、stack的介绍和使用
1.1 stack的介绍
1.2 stack的使用
1.3 stack的模拟实现
二、queue的介绍和使用
2.1 queue的介绍
2.2 queue的使用
2.3 queue的模拟实现
三、priority_queue的介绍和使用
3.1 priority_queue的介绍和使用
3.2 priority_queue的使用
3.4 priority_queue的模拟实现
四、容器适配器
4.1 什么是适配器
4.2 STL标准库中stack和queue的底层结构
4.3 deque的简单介绍
4.3.1 deque的原理介绍
4.3.2 deque的缺陷
4.4 为什么选择deque作为stack和queue的底层默认容器
4.5 STL标准库中对于stack和queue的模拟实现
4.5.1 stack的模拟实现
4.5.2 queue的模拟实现 一、stack的介绍和使用
1.1 stack的介绍
stack的文档介绍
stack是一种容器适配器专门用在具有后进先出操作的上下文环境中其删除只能从容器的一端进行元素的插入与提取操作。 stack是作为容器适配器被实现的容器适配器即是对特定类封装作为其底层的容器并提供一组特定的成员函数来访问其元素将特定类作为其底层的元素特定容器的尾部(即栈顶)被压入和弹出。 stack的底层容器可以是任何标准的容器类模板或者一些其他特定的容器类这些容器类应该支持以下操作 empty判空操作 back获取尾部元素操作 push_back尾部插入元素操作 pop_back尾部删除元素操作 标准容器vector、deque、list均符合这些需求默认情况下如果没有为stack指定特定的底层容器默认情况下使用deque。 1.2 stack的使用 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 例题 LeetCode155 最小栈 class MinStack
{
public: void push(int x){ // 只要是压栈先将元素保存到_elem中_elem.push(x);// 如果x小于_min中栈顶的元素将x再压入_min中if(_min.empty() || x _min.top())_min.push(x);}void pop(){// 如果_min栈顶的元素等于出栈的元素_min顶的元素要移除if(_min.top() _elem.top())_min.pop();_elem.pop();}int top(){return _elem.top();}int getMin(){return _min.top();}private:// 保存栈中的元素std::stackint _elem;// 保存栈的最小值std::stackint _min;
}; 牛客网JZ31 栈的压入、弹出序列 class Solution
{
public:bool IsPopOrder(vectorint pushV,vectorint popV){//入栈和出栈的元素个数必须相同if(pushV.size() ! popV.size())return false;// 用s来模拟入栈与出栈的过程int outIdx 0;int inIdx 0;stackint s;while(outIdx popV.size()){// 如果s是空或者栈顶元素与出栈的元素不相等就入栈while(s.empty() || s.top() ! popV[outIdx]){if(inIdx pushV.size())s.push(pushV[inIdx]);elsereturn false;}// 栈顶元素与出栈的元素相等出栈s.pop();outIdx;}return true;}
};
LeetCode150 逆波兰表达式求值
class Solution {
public:int evalRPN(vectorstring tokens) {stackint s;for (size_t i 0; i tokens.size(); i){string str tokens[i];// str为数字if (!( str || - str || * str || / str)){s.push(atoi(str.c_str()));}else{// str为操作符int right s.top();s.pop();int left s.top();s.pop();switch (str[0]){case :s.push(left right);break;case -:s.push(left - right);break;case *:s.push(left * right);break;case /:// 题目说明了不存在除数为0的情况s.push(left / right);break;}}}return s.top();}
};
1.3 stack的模拟实现 从栈的接口中可以看出栈实际是一种特殊的vector因此使用vector完全可以模拟实现stack。
#includevector
namespace bite
{templateclass Tclass stack{public:stack() {}void push(const T x) {_c.push_back(x);}void pop() {_c.pop_back();}T top() {return _c.back();}const T top()const {return _c.back();}size_t size()const {return _c.size();}bool empty()const {return _c.empty();}private:std::vectorT _c;};
}
二、queue的介绍和使用
2.1 queue的介绍
queue的文档介绍
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。 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。 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 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。 2.2 queue的使用
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falsesize()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
2.3 queue的模拟实现 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 #include list
namespace bite
{templateclass Tclass queue{public:queue() {}void push(const T x) {_c.push_back(x);}void pop() {_c.pop_front();}T back() {return _c.back();}const T back()const {return _c.back();}T front() {return _c.front();}const T front()const {return _c.front();}size_t size()const {return _c.size();}bool empty()const {return _c.empty();}private:std::listT _c;};
} 三、priority_queue的介绍和使用 3.1 priority_queue的介绍和使用
priority_queue文档介绍
优先队列是一种容器适配器根据严格的弱排序标准它的第一个元素总是它所包含的元素中最大的。 此上下文类似于堆在堆中可以随时插入元素并且只能检索最大堆元素(优先队列中位于顶部的元素)。 优先队列被实现为容器适配器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。元素从特定容器的“尾部”弹出其称为优先队列的顶部。 底层容器可以是任何标准容器类模板也可以是其他特定设计的容器类。容器应该可以通过随机访问迭代器访问并支持以下操作 empty()检测容器是否为空 size()返回容器中有效元素个数 front()返回容器中第一个元素的引用 push_back()在容器尾部插入元素pop_back()删除容器尾部元素标准容器类vector和deque满足这些需求。默认情况下如果没有为特定的priority_queue类实例化指定容器类则使用vector。 需要支持随机访问迭代器以便始终在内部保持堆结构。容器适配器通过在需要时自动调用算法函数make_heap、push_heap和pop_heap来自动完成此操作。
3.2 priority_queue的使用 优先级队列默认使用vector 作为其底层存储数据的容器在 vector 上又使用了堆算法将 vector 中元素构造成 堆的结构因此 priority_queue 就是堆所有需要用到堆的位置都可以考虑使用 priority_queue 。注意 默认情况下 priority_queue 是大堆 。 函数声明接口说明priority_queue()/priority_queue(first, last)构造一个空的优先级队列empty() 检测优先级队列是否为空是返回 true 否则返回 false top()返回优先级队列中最大(最小元素)即堆顶元素push()在优先级队列中插入元素xpop()删除优先级队列中最大(最小)元素即堆顶元素 【注意】 1. 默认情况下priority_queue 是大堆。 #include vector
#include queue
#include functional // greater算法的头文件
void TestPriorityQueue()
{// 默认情况下创建的是大堆其底层按照小于号比较vectorint v{3,2,7,6,0,4,1,9,8,5};priority_queueint q1;for (auto e : v)q1.push(e);cout q1.top() endl;// 如果要创建小堆将第三个模板参数换成greater比较方式priority_queueint, vectorint, greaterint q2(v.begin(), v.end());cout q2.top() endl;
} 2. 如果在 priority_queue 中放自定义类型的数据用户需要在自定义类型中提供 或者 的重载。 class Date
{
public:Date(int year 1900, int month 1, int day 1): _year(year), _month(month), _day(day){}bool operator(const Date d)const{return (_year d._year) ||(_year d._year _month d._month) ||(_year d._year _month d._month _day d._day);}bool operator(const Date d)const{return (_year d._year) ||(_year d._year _month d._month) ||(_year d._year _month d._month _day d._day);}friend ostream operator(ostream _cout, const Date d){_cout d._year - d._month - d._day;return _cout;}
private:int _year;int _month;int _day;
};void TestPriorityQueue()
{// 大堆需要用户在自定义类型中提供的重载priority_queueDate q1;q1.push(Date(2018, 10, 29));q1.push(Date(2018, 10, 28));q1.push(Date(2018, 10, 30));cout q1.top() endl;// 如果要创建小堆需要用户提供的重载priority_queueDate, vectorDate, greaterDate q2;q2.push(Date(2018, 10, 29));q2.push(Date(2018, 10, 28));q2.push(Date(2018, 10, 30));cout q2.top() endl;
} 例题LeetCode215 数组中的第K个最大元素 class Solution
{
public:int findKthLargest(vectorint nums, int k) {// 将数组中的元素先放入优先级队列中priority_queueint p(nums.begin(), nums.end());// 将优先级队列中前k-1个元素删除掉for(int i 0; i k-1; i){p.pop();}return p.top();}
}; 3.4 priority_queue的模拟实现 通过对priority_queue 的底层结构就是堆因此此处只需对对进行通用的封装即可。 优先级队列的模拟实现 #pragma once#include iostream
using namespace std;#include vector
// priority_queue---堆
namespace casso
{templateclass Tstruct less{bool operator()(const T left, const T right){return left right;}};templateclass Tstruct greater{bool operator()(const T left, const T right){return left right;}};templateclass T, class Container std::vectorT, class Compare lessTclass priority_queue{public:// 创造空的优先级队列priority_queue() : c() {}templateclass Iteratorpriority_queue(Iterator first, Iterator last): c(first, last){// 将c中的元素调整成堆的结构int count c.size();int root ((count - 2) 1);for (; root 0; root--)AdjustDown(root);}void push(const T data){c.push_back(data);AdjustUP(c.size() - 1);}void pop(){if (empty())return;swap(c.front(), c.back());c.pop_back();AdjustDown(0);}size_t size()const{return c.size();}bool empty()const{return c.empty();}// 堆顶元素不允许修改因为堆顶元素修改可以会破坏堆的特性const T top()const{return c.front();}private:// 向上调整void AdjustUP(int child){int parent ((child - 1) 1);while (child){if (Compare()(c[parent], c[child])){swap(c[child], c[parent]);child parent;parent ((child - 1) 1);}else{return;}}}// 向下调整void AdjustDown(int parent){size_t child parent * 2 1;while (child c.size()){// 找以parent为根的较大的孩子if (child 1 c.size() Compare()(c[child], c[child 1]))child 1;// 检测双亲是否满足情况if (Compare()(c[parent], c[child])){swap(c[child], c[parent]);parent child;child parent * 2 1;}elsereturn;}}private:Container c;};
}void TestQueuePriority()
{casso::priority_queueint q1;q1.push(5);q1.push(1);q1.push(4);q1.push(2);q1.push(3);q1.push(6);cout q1.top() endl;q1.pop();q1.pop();cout q1.top() endl;vectorint v{ 5,1,4,2,3,6 };casso::priority_queueint, vectorint, casso::greaterint q2(v.begin(), v.end());cout q2.top() endl;q2.pop();q2.pop();cout q2.top() endl;
} 四、容器适配器 4.1 什么是适配器 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 。 4.2 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 4.3 deque的简单介绍
4.3.1 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 。 4.3.2 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listdeque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
4.4 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。 4.5 STL标准库中对于stack和queue的模拟实现 4.5.1 stack的模拟实现 #include deque
namespace casso
{templateclass T, class Con dequeT//templateclass T, class Con vectorT//templateclass T, class Con listTclass stack{public:stack() {}void push(const T x) {_c.push_back(x);}void pop() {_c.pop_back();}T top() {return _c.back();}const T top()const {return _c.back();}size_t size()const {return _c.size();}bool empty()const {return _c.empty();}private:Con _c;};
} 4.5.2 queue的模拟实现 #include deque
#include list
namespace casso
{templateclass T, class Con dequeT//templateclass T, class Con listTclass queue{public:queue() {}void push(const T x) {_c.push_back(x);}void pop() {_c.pop_front();}T back() {return _c.back();}const T back()const {return _c.back();}T front() {return _c.front();}const T front()const {return _c.front();}size_t size()const {return _c.size();}bool empty()const {return _c.empty();}private:Con _c;};
}
