STL源码剖析---stack,queue

Stack栈是常用的一个FILO数据结构，FILO是指first in last out，先进后出。因为栈只有一个口，即在这个口进也在这个口出,stack允许新增元素、移除元素、取得最顶端元素。但除了最顶端元素外，没有任何其他方法可以存取stack的其他元素。只能在栈顶操作，不能访问栈中的其他元素，所以栈没有迭代器。

Stack的实现是依赖其他容器的，用deque做底层数据结构。这样的实现，在STL中往往不称做container容器，往往被归类为container adapter容器适配器。deque是双向开口的数据结构，功能远强大于栈，只需简单分装即可做成栈。

template <class T, class Sequence>
class stack
{
// 特化的全局运算符, 提供operator==和<重载则构建出所有运算符
// 其具体细节见<stl_pair.h>中的说明
friend bool operator== __STL_NULL_TMPL_ARGS (const stack&, const stack&);
friend bool operator< __STL_NULL_TMPL_ARGS (const stack&, const stack&);

public:
// 由于stack仅支持对栈顶元素的操作, 所以不定义STL要求的
// pointer, iterator, difference_type
typedef typename Sequence::value_type value_type;
typedef typename Sequence::size_type size_type;
typedef typename Sequence::reference reference;
typedef typename Sequence::const_reference const_reference;

protected:
Sequence c; // 这个是我们实际维护的容器

public:
// 下面的操作完全使用内部容器的成员函数实现
// 这再次体现了STL高度的可复用性:-)

// 判断stack是否为空
bool empty() const { return c.empty(); }

// stack中元素个数
size_type size() const { return c.size(); }

// 返回栈顶元素, 注意这里返回的是引用!!!
reference top() { return c.back(); }
const_reference top() const { return c.back(); }

// 在栈顶追加新元素
void push(const value_type& x) { c.push_back(x); }

// 移除栈顶元素, 注意不返回元素的引用,
// 很多初学者随机用此容器时经常误认为pop()操作同时会返回栈顶元素的引用
void pop() { c.pop_back(); }
};

// 判断两个stack是否相等, 就要测试其内部维护容器是否相等
// x.c == y.c会调用容器重载的operator ==
template <class T, class Sequence>
bool operator==(const stack<T, Sequence>& x, const stack<T, Sequence>& y)
{
return x.c == y.c;
}

template <class T, class Sequence>
bool operator<(const stack<T, Sequence>& x, const stack<T, Sequence>& y)
{
return x.c < y.c;
}
queue的操作很简单，先进先出。现在能够使用底层容器来实现，所以也非常简单。总之，这就是个简单的适配器吧。queue需要两个模版参数，类型和底层容器，默认的底层容器是deque。

template <class T, class Sequence = deque<T> >
class queue {
friend bool operator== (const queue& x, const queue& y);
friend bool operator< (const queue& x, const queue& y);

public:
typedef typename Sequence::value_type value_type;
typedef typename Sequence::size_type size_type;
typedef typename Sequence::reference reference;
typedef typename Sequence::const_reference const_reference;

protected:
Sequence c;	// 底层容器

public:
// 以下完全利用 Sequence c 的操作，完成 queue 的操作。
bool empty() const { return c.empty(); }
size_type size() const { return c.size(); }
reference front() { return c.front(); }
const_reference front() const { return c.front(); }
reference back() { return c.back(); }
const_reference back() const { return c.back(); }

// deque 是两头可进出，queue 是末端进，前端出（所以先进者先出）。
void push(const value_type& x) { c.push_back(x); }
void pop() { c.pop_front(); }
};

template <class T, class Sequence>
bool operator==(const queue<T, Sequence>& x, const queue<T, Sequence>& y) {
return x.c == y.c;
}

template <class T, class Sequence>
bool operator<(const queue<T, Sequence>& x, const queue<T, Sequence>& y) {
return x.c < y.c;
}