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C++容器適配器的概念與示例_C 語言

作者：SouLinya ? 更新時間： 2023-03-04 編程語言

一. 什么是適配器與容器適配器?

適配器是一種設計模式（設計模式是一套被反復使用的，多數人知曉的，經過分類編目的，代碼設計經驗的總結），該種模式將一個類的接口轉換成用戶需要的另外一個接口。

舉個例子：在日常生活中，當手機沒電了，我們需要給手機充電，給手機充電的方式很多，可以插到電源上，也可以用充電寶，還可以直接連著電腦充。而我們并不關心用什么給它充電，我們關心的只是能否給手機充上電。適配器充當的角色就是 給手機充電的接口，它會將不同大小的電壓轉化成適合給手機充電的電壓。容器適配器的概念可以結合這個例子理解，它以 某種容器作為底層結構，改變其接口，使它符合該容器的特性。

容器適配器：以某種已有的既定容器作為底層結構，在其基礎上進一步地進行封裝接口函數。使其可以滿足某種特性。

下面將介紹三個用到容器適配器的結構:stack棧,queue隊列,priority_queue優先級隊列,通過這三個結構，我們可以更好的理解容器適配器的用途。

二. 理解容器適配器

STL的六大組件

我們可以看出雖然stack，queue，priority_queue中也可以存放數據，但在STL中并沒有將其劃分在容器的行列，而是將其稱為容器配接器，這是因為stack，queue，priority_queue只是對其它容器的接口進行了包裝，STL中stack和queue默認使用deque,priority_queue默認使用vector作為容器。我們現在來看看它們的底層接口和實現

stack的模擬實現

知道了容器適配器后，stack的模擬實現就簡單了，我們只需要調用指定容器deque的各個成員函數即可實現stack的各個函數接口。

底層實現代碼如下：stack底層利用deque雙端隊列進行包裝，需要更改成多參數模板，最便利的一點就是，stack的底層函數的實現可以直接調用容器的函數接口，不需要自己再一步步實現。

namespace nn //命名空間域：防止命名沖突
{
    //多參數模板
	template<class T, class Container = std::deque<T>>//可以明顯看出stack配接器的底層容器是deque雙端隊列，后面會介紹
	class stack
	{
	public:
		//元素入棧
		void push(const T& x)
		{
			_con.push_back(x);
		}
		//元素出棧
		void pop()
		{
			_con.pop_back();
		}
		//獲取棧頂元素
		T& top()
		{
			return _con.back();
		}
		const T& top() const//const修飾
		{
			return _con.back();
		}
		//獲取棧中有效元素個數
		size_t size() const
		{
			return _con.size();
		}
		//判斷棧是否為空
		bool empty() const
		{
			return _con.empty();
		}
		//交換兩個棧中的數據
		void swap(stack<T, Container>& st)//注意stack<T,Container>才是類型,加引用，別名，減少拷貝
		{
			_con.swap(st._con);//調用deque的算法swap
		}
	private:
	    //deque<T> _con底層
		Container _con;//將一個類的接口轉換成用戶需要的另一種接口，即利用deque容器轉換成stack配接器
	};
}

queue的模擬實現

同樣的方式，我們也是通過調用所指定容器的各個成員函數來實現queue的。

底層實現代碼如下：

namespace nn //防止命名沖突
{
	template<class T, class Container = std::deque<T>>
	class queue
	{
	public:
		//隊尾入隊列
		void push(const T& x)
		{
			_con.push_back(x);
		}
		//隊頭出隊列
		void pop()
		{
			_con.pop_front();
		}
		//獲取隊頭元素
		T& front()
		{
			return _con.front();
		}
		const T& front() const
		{
			return _con.front();
		}
		//獲取隊尾元素
		T& back()
		{
			return _con.back();
		}
		const T& back() const
		{
			return _con.back();
		}
		//獲取隊列中有效元素個數
		size_t size() const
		{
			return _con.size();
		}
		//判斷隊列是否為空
		bool empty() const
		{
			return _con.empty();
		}
		//交換兩個隊列中的數據
		void swap(queue<T, Container>& q)
		{
			_con.swap(q._con);
		}
	private:
		Container _con;//deque<T> _con;
	};
}

思考stack 和 queue 是否存在迭代器?

stack 和 queue 都不具備迭代器, 因為兩者都不具備遍歷走訪功能，所以自然不需要設計迭代器

stack 和 queue可以以哪些容器作為底層容器?

實際上stack使用vector作為底層容器也是可以的，queue使用deque雙端隊列+list帶頭雙向循環鏈表作為底層容器也是可以的。

但是deque在設計上相比于list和vector，作為stack，queue的底層結構更優。

底層容器如何傳進去?

作為模板參數傳入template<class T,class Container = deque<T>>,用了默認參數（缺省參數）

原文鏈接：https://blog.csdn.net/weixin_63449996/article/details/128624482

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