STL之stack适配器的实现框架

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       一提到适配器(adapter)，我们就想到了早期用电话线上网所用的调制解调器，俗称“猫”，“猫”的作用是实现数模转化和模数转化，在客户端，它可以将电话的模拟信息转化为我们计算机能够接收的数字信息，所以猫相当于一个转换器。再举个更加好理解的例子来说明"适配器“的含义。相信在我们每个人的家里都有插排，假设就这么一种情况，现在我们家里的墙壁上只有一个三角的插口，而我们的电视却是两个口，怎么办？毫无疑问，我们可以接一个新的插排，该插排至少有两个孔，一个是用于连接墙壁上的三角的插口，一个则是提供给电视剧用的两口的插口。这样，我们就可以将新加入的中间用于转换的插排是一个适配器。

       从上面的例子我们可以很容易的得出：适配器能够对原始事物进行一次封装与修饰，并提供另外一种接口，该接口能够更好地满足用户的需求，具有一定的专用性。

       这样，我们就可以介绍下stack这一容器适配器了。之前我们已经介绍过三种基本的顺序容器，分别是vector、list和deque，这三种顺序容器的设计都会设计到迭代器的概念，STL要求任何一种容器都必须内置一个迭代器，如果连迭代器都没有内置，就谈不上”容器“的定义了。

        学习过”数据结构“的人都知道栈，栈是一种后进先出或者说先进后出的数据结构，一个栈的插入和删除操和取值都只能在栈顶进行，根据栈的性质，栈顶元素必然是最后一个进入的元素。根据这点，我们可以很容易地得出一个结论：任何提供末端插入(push_back函数)、删除(pop_back函数）、访问(back函数)都能够被stack容器封装与修饰。这里的封装指的是通过stack对象，你不能直接访问被封装的底层容器了，所谓的修饰指的是stack在对底层容器做封装的同时，还提供了必要的接口，以满足用户的需要。我们将被适配器封装的底层容器称为基础容器。

       在我们所学过的顺序容器中，只要能够提供末端的插入、删除和访问操作，都可以作为stack适配器的基础容器，所以vector、list和deque都可以作为stack的基础容器，而stack默认的基础容器为deque容器。

         对于一个stack，我们通常需要提供这几个接口函数：

         (1)获取栈内当前元素的个数：size_type size()；

         (2)取栈顶元素（但并不弹出)：T top()；

         (3)入栈：void push(const T &t)；

         (4)出栈：void pop()；

         (5)判断是否栈空:bool empty()。

        下面给出stack适配器的实现代码：

#include<iostream>
#include<deque>
using namespace std;

/*******************stack适配器的定义**************/
template<class T,class Sequence=deque<T> >
class stack
{
	friend bool operator==(const stack&,const stack&);//friend函数是全局函数，不受private的限制
	friend bool operator<(const stack&,const stack&);//类内声明，类外定义，定义是不加friend
	public:
		typedef typename Sequence::value_type value_type;//typename类型声明,元素类型
		typedef typename Sequence::size_type size_type;//大小类型
		typedef typename Sequence::reference reference;//引用声明
		typedef typename Sequence::const_reference const_reference;//常引用声明
	protected:
		Sequence c;//基础的底层容器
	public:
		bool empty()const;//是否为空
		size_type size()const;//大小
		reference top();//取顶部元素
		const_reference top()const;
		void push(const value_type &x);//压栈
		void pop();//出栈
};

/******************各个函数接口的类外实现**********************/
template<class T,class Sequence>
bool operator==(const stack<T,Sequence> &x, const stack<T,Sequence> &y)//判断两个适配器是否相等
{
	return x.c==y.c;
}

template<class T,class Sequence>
bool operator<(const stack<T,Sequence>& x,const stack<T,Sequence>& y)//判断适配器x是否小于适配器y
{
	return x.c<y.c;
}

template<class T,class Sequence>
bool stack<T,Sequence>::empty()const//常成员函数类外定义需要加const关键字
{
	return c.empty();
}

template<class T,class Sequence>//类外无需加默认形参
//如果写成size_type stack<T,Sequence>::size()const是错误的，因为size_type是在类内定义的，且typename最好也加上
typename stack<T,Sequence>::size_type stack<T,Sequence>::size()const
{
	return c.size();
}


template<class T,class Sequence>
typename stack<T,Sequence>::reference stack<T,Sequence>::top()//底层实现是返回最后一个容器的元素
{
	return c.back();
}

template<class T,class Sequence>
typename stack<T,Sequence>::const_reference stack<T,Sequence>::top()const//top函数的重载
{
	return c.pop_back();
}

template<class T,class Sequence>
void stack<T,Sequence>::push(const value_type & x)//底层实现是向基础容器的尾部添加元素
{
	c.push_back(x);
}

template<class T,class Sequence>
void stack<T,Sequence>::pop()//底层实现是将基础容器的尾部元素弹出
{
	c.pop_back();
}

参考资料：

[1]《STL源码剖析 侯捷》

[2]《C++ primer 第4版》

STL之stack适配器的实现框架,布布扣,bubuko.com

STL之stack适配器的实现框架

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原文地址：http://blog.csdn.net/jxh_123/article/details/34411457