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STL——list、stack与queue
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💬总结：希望你看完之后，能对你有所帮助，不足请指正！共同学习交流 🐾
文章目录
一、list
1、简介
list 容器，又称双向链表容器，即该容器的底层是以双向链表的形式实现的。这意味着，list 容器中的元素可以分散存储在内存空间里，而不是必须存储在一整块连续的内存空间中。
2、操作基本数据类型
初始化可以直接赋值，也可以不赋值
void testOne()
{
list<int> nums = { 1,2,3,4 };
list<string> str;
str.push_back("king");
str.push_back("link");
for (auto v : str)
{
cout << v << " ";
}
cout << endl;
//删除方式遍历
while (!str.empty())
{
cout << str.front() << endl;
str.pop_front();
}
}
3、操作自定义类型
记得重载输出运算符，或者提供打印接口
class MM
{
public:
MM(string name=" ",int age=0):name(name),age(age){}
friend ostream& operator<<(ostream& out,const MM& object)
{
out << object.age << " " << object.name << endl;
return out;
}
string getName() const{ return name; }
int getAge() const{ return age; }
protected:
string name;
int age;
};
void testTwo()
{
list<MM> mm;
mm.push_back(MM("king", 18));
mm.push_back(MM("貂蝉", 28));
mm.push_back(MM("妲己", 19));
for (auto v : mm)
{
cout << v;
}
cout << endl;
}
4、sort函数的五花八门
sort函数默认的是从小到大排序(less<>())，也可以greater<>()方式进行排序，sort的参数是一个排序准则(后面可以用仿函数，会方便很多)，这里我们自己写函数排序准则
bool cmpAge(const MM& one, const MM& two) {
return one.getAge() < two.getAge();
}
bool cmpName(const MM& one, const MM& two ) {
return one.getName() < two.getName();
}
void testthree() {
list<int> nums = { 2,3,8,65,43,0,4 };
nums.sort();
for (auto v : nums) {
cout << v << " ";
}
cout << endl;
nums.sort(less<int>()); //等价于默认
for (auto v : nums) {
cout << v << " ";
}
cout << endl;
nums.sort(greater<int>()); //重大到小
for (auto v : nums) {
cout << v << " ";
}
cout << endl;
nums.reverse(); //反转
for (auto v : nums) {
cout << v << " ";
}
cout << endl;
list<MM> info;
info.push_back(MM("貂蝉", 18));
info.push_back(MM("狂铁", 19));
info.push_back(MM("妲己", 34));
cout << "按年龄排序" << endl;
info.sort(cmpAge);
for (auto v : info) {
cout << v;
}
cout << endl;
cout << "按姓名排" << endl;
info.sort(cmpName);
for (auto v : info) {
cout << v;
}
cout << endl;
}
5、删除操作
当使用一个容器的insert或者erase函数通过迭代器插入或删除元素"可能"会导致迭代器失效，因此我们为了避免危险，应该获取insert或者erase返回的迭代器，以便用重新获取的新的有效的迭代器进行正确的操作
bool find_name(const MM& three, string name) {
return three.getName() == name;
}
void Test()
{
list<MM> info;
info.push_back(MM("貂蝉", 18));
info.push_back(MM("狂铁", 19));
info.push_back(MM("妲己", 34));
auto iter = find_if(info.begin(), info.end(), bind(find_name, placeholders::_1, "妲己"));
info.erase(iter);
for (auto v : info) {
cout << v;
}
cout << endl;
//迭代器删除
for (auto i = info.begin(); i != info.end();)
{
if (i->getName() == "狂铁")
{
i = info.erase(i);
}
else
{
i++;
}
}
for (auto v : info)
{
cout << v;
}
}
二、stack
1、stack概念
stack是一种容器适配器，专门设计用于在LIFO上下文（后进先出）中操作，在LIFO上下文中，仅从容器的一端插入和提取元素。
stack作为容器适配器实现，它们是使用特定容器类的封装对象作为其基础容器的类，提供了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被推入*/弹出，这被称为堆栈的*顶部。
容器应支持以下操作：
- empty
- size
- back
- push_back
- pop_back
标准容器类vector，deque 和list满足这些要求。默认情况下，使用标准容器 deque来作为底层容器。
2、简单应用—进制转换
将123转换为二进制
void test1() {
int nums = 123;
stack<int> mm;
while (nums)
{
mm.push(nums % 2);
nums /= 2;
}
while (!mm.empty())
{
cout << mm.top();
mm.pop();
}
}
3、练习—leetcode20.有效的括号
给定一个只包括 ‘(’，’)’，’{’，’}’，’[’，’]’ 的字符串 s ，判断字符串是否有效。
有效字符串需满足：
- 左括号必须用相同类型的右括号闭合。
- 左括号必须以正确的顺序闭合。
- 每个右括号都有一个对应的相同类型的左括号。
示例 1：
输入：s = “()”
输出：true
示例 2：
输入：s = “()[]{}”
输出：true
示例 3：
输入：s = “(]”
输出：false
提示：
1 <= s.length <= 104
s 仅由括号 ‘()[]{}’ 组成
来源：力扣（LeetCode）
链接：https://leetcode.cn/problems/valid-parentheses
题解放在代码中啦
class Solution {
public:
bool isValid(string s)
{
stack<char> result;
for (auto v : s)
{
if (v == '(' || v == '[' || v == '{')
{
result.push(v);
}
else
{
//列举反例的情况
if (!result.empty()) //v='}'
{
char out = result.top();
if (v == '}' && out != '{')
{
return false;
}
if (v == ']' && out != '[')
{
return false;
}
if (v == ')' && out != '(')
{
return false;
}
//括号匹配，出栈
result.pop();
}
//进来的不是左括号，且栈也是空的（进来的是右括号）
else
{
return false;
}
}
}
//最后判断栈中还有没有单个元素
return result.empty();
}
};
三、queue
1、queue
A、概念
FIFO队列
queue是一种容器适配器，专门设计用于在FIFO上下文中（先进先出）进行操作，在FIFO上下文中，将元素插入到容器的一端，并从另一端提取元素。
queue被实现为容器适配器，它们是使用特定容器类的封装对象作为其基础容器的类，提供了一组特定的成员函数来访问其元素。元素被推入特定容器的*“后部”，并从其“前部”弹出*。
基础容器可以是标准容器类模板之一，也可以是其他一些专门设计的容器类。此基础容器应至少支持以下操作：
- empty
- size
- front
- back
- push_back
- pop_front
标准容器类 deque和list满足这些要求。默认情况下，如果未为特定容器指定容器类队列，类实例化，默认用标准容器 deque
B、操作
//入栈
void push(Type data);
void pop();
//获取栈顶元素
Type front()
int size();
bool empty();
#include<iostream>
#include<string>
#include<queue>
using namespace std;
void testOne()
{
queue<int> mm;
mm.push(9);
mm.push(8);
mm.push(7);
while (!mm.empty())
{
cout << mm.front() << " ";
mm.pop();
}
cout << endl;
}
int main()
{
testOne();
return 0;
}
2、deque
A、概念
deque是“double-ended queue”的缩写，和vector一样都是STL的容器，deque是双端队列，而vector是单端的。
deque在接口上和vector非常相似，在许多操作的地方可以直接替换。
- deque 容器也擅长在序列尾部添加或删除元素（时间复杂度为
O(1)），而不擅长在序列中间添加或删除元素。 - deque 容器也可以根据需要修改自身的容量和大小。
和 vector 不同的是，deque 还擅长在序列头部添加或删除元素，所耗费的时间复杂度也为常数阶O(1)。并且更重要的一点是，deque 容器中存储元素并不能保证所有元素都存储到连续的内存空间中。
B、操作
class MM
{
public:
MM(string name=" ",int age=0):name(name),age(age){}
void print() const { cout << name << " " << age << endl; }
string getName() { return name; }
int getAge() { return age; }
protected:
string name;
int age;
};
void testTwo()
{
deque<MM> info;
info.push_back(MM("貂蝉", 19));
info.push_back(MM("妲己", 20));
info.push_back(MM("狂铁", 20));
while (!info.empty()) {
info.front().print();
info.pop_front();
}
}
3、priority_queue
A、概念
priority_que(优先级队列)是一种容器适配器，经过专门设计，以使其按照某些*严格的弱排序（strict weak ordering）*标准，其第一个元素始终是其中包含的最大元素。
严格是说在判断的时候会用"<"，而不是"<="，弱排序是因为，一旦"<“成立便认为存在”<“关系，返回ture，而忽略了”=“关系和”>"区别，把它们归结为false。
此上下文类似于堆，可以在任何时候插入元素，并且只能检索最大堆元素（优先级队列顶部的元素）。
优先级队列被实现为容器适配器，它们是使用特定容器类的封装对象作为其基础容器的类，提供了一组特定的成员函数来访问其元素。元素被弹出从特定容器的*“后退”，称为优先级队列的顶部*。
基础容器可以是任何标准容器类模板或某些其他专门设计的容器类。该容器应可通过随机访问迭代器访问并支持以下操作：
empty()size()front()push_back()pop_back()
标准容器类 vector和 deque满足这些要求。默认情况下，如果未为特定容器指定容器类
priority_queue 类实例化，默认使用vector作为底层容器。
需要支持随机访问迭代器，以始终在内部保持堆结构。容器适配器通过自动调用算法函数(make_heap， push_heap，pop_heap )维持堆结构。
B、操作基本数据类型
void testthree()
{
cout << "偷懒版本" << " ";
priority_queue<int> q1;//默认less排，出队重大到小
q1.push(1);
q1.push(99);
q1.push(0);
while (!q1.empty())
{
cout << q1.top() << " ";
q1.pop();
}
cout << endl;
cout << "完整版本 less" << " ";
priority_queue<int, vector<int>, less<int>> king;
king.push(1);
king.push(2);
king.push(88);
king.push(0);
while (!king.empty())
{
cout << king.top() << " ";
king.pop();
}
cout << endl;
cout << "完整版本 greater" << " ";
priority_queue<int, vector<int>, greater<int>> kin;
kin.push(1);
kin.push(2);
kin.push(88);
kin.push(0);
while (!kin.empty())
{
cout << kin.top() << " ";
kin.pop();
}
cout << endl;
}
C、操作自定义类型
第一种是写运算符重载，不常用，第二种是自己写仿函数描述函数准则
class MM
{
public:
MM(string name=" ",int age=0):name(name),age(age){}
void print() const { cout << name << " " << age << endl; }
bool operator<(const MM& object) const
{
return this->age < object.age;
}
string getName()const { return name; }
int getAge()const { return age; }
protected:
string name;
int age;
};
struct cmpAgeless
{
bool operator()(const MM& one, const MM& two)
{
return one.getAge() > two.getAge();
}
};
void test4()
{
cout << "不常用方法：重载运算符" << endl;
priority_queue<MM, vector<MM>, less<MM>> mm;
mm.push(MM("貂蝉", 19));
mm.push(MM("妲己", 20));
mm.push(MM("狂铁", 22));
while (!mm.empty())
{
mm.top().print();
mm.pop();
}
cout << endl;
cout << "写仿函数，自己定义函数准则" << endl;
priority_queue<MM, vector<MM>, cmpAgeless> mm1;
mm1.push(MM("貂蝉", 19));
mm1.push(MM("妲己", 20));
mm1.push(MM("狂铁", 22));
while (!mm1.empty())
{
mm1.top().print();
mm1.pop();
}
cout << endl;
}
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