STL之容器适配器stack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client，它能够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样例来说明"适配器“的含义。相信在我们每一个人的家里都有插排，如果就这么一种情况。如今我们家里的墙壁上仅仅有一个三角的插口，而我们的电视却是两个口，怎么办？毫无疑问。我们能够接一个新的插排，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，我们就能够将新增加的中间用于转换的插排是一个适配器。

从上面的样例我们可以非常easy的得出：适配器可以对原始事物进行一次封装与修饰。并提供第二种接口。该接口可以更好地满足用户的需求。具有一定的专用性。

这样。我们就行介绍下stack这一容器适配器了。

之前我们已经介绍过三种主要的顺序容器，各自是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要求不论什么一种容器都必须内置一个迭代器，假设连迭代器都没有内置，就谈不上”容器“的定义了。所以。stack仅仅是一个容器适配器，并非一个容器，由于stack不提供迭代器，所以在元素不弹出的前提下不可以遍历内部全部的元素。

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仅仅能在栈顶进行。依据栈的性质，栈顶元素必定是最后一个进入的元素。依据这点，我们可以非常easy地得出一个结论：不论什么提供末端插入(push_back函数)、删除(pop_back函数）、訪问(back函数)都可以被stack容器封装与修饰。这里的封装指的是通过stack对象，你不能直接訪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一时候。还提供了必要的接口。以满足用户的须要。

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，仅仅要能够提供末端的插入、删除和訪问操作。都能够作为stack适配器的基础容器。所以vector、list和deque都能够作为stack的基础容器，而stack默认的基础容器为deque容器。

   对于一个stack，我们通常须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)推断是否栈空:bool empty()。

  假设想使用STL定义的容器适配器stack，须要引用stack头文件，即#include<stack>

以下给出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)//推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)//推断适配器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须要加constkeyword
{
	return c.empty();
}

template<class T,class Sequence>//类外无需加默认形參
//假设写成size_type stack<T,Sequence>::size()const是错误的，由于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加入元素
{
	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();
}

參考资料：

[1]《STL源代码剖析 侯捷》

[2]《C++ primer 第4版》