STL源碼剖析---stack,queue

Stack棧是常用的一個FILO數據結構，FILO是指first in last out，先進後出。因爲棧只有一個口，即在這個口進也在這個口出,stack允許新增元素、移除元素、取得最頂端元素。但除了最頂端元素外，沒有任何其他方法可以存取stack的其他元素。只能在棧頂操作，不能訪問棧中的其他元素，所以棧沒有迭代器。

Stack的實現是依賴其他容器的，用deque做底層數據結構。這樣的實現，在STL中往往不稱做container容器，往往被歸類爲container adapter容器適配器。deque是雙向開口的數據結構，功能遠強大於棧，只需簡單分裝即可做成棧。

template <class T, class Sequence>  
class stack  
{  
  // 特化的全局運算符, 提供operator==和<重載則構建出所有運算符  
  // 其具體細節見<stl_pair.h>中的說明  
  friend bool operator== __STL_NULL_TMPL_ARGS (const stack&, const stack&);  
  friend bool operator< __STL_NULL_TMPL_ARGS (const stack&, const stack&);  
  
public:  
  // 由於stack僅支持對棧頂元素的操作, 所以不定義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;   // 這個是我們實際維護的容器  
  
public:  
  // 下面的操作完全使用內部容器的成員函數實現  
  // 這再次體現了STL高度的可複用性:-)  
  
  // 判斷stack是否爲空  
  bool empty() const { return c.empty(); }  
  
  // stack中元素個數  
  size_type size() const { return c.size(); }  
  
  // 返回棧頂元素, 注意這裏返回的是引用!!!  
  reference top() { return c.back(); }  
  const_reference top() const { return c.back(); }  
  
  // 在棧頂追加新元素  
  void push(const value_type& x) { c.push_back(x); }  
  
  // 移除棧頂元素, 注意不返回元素的引用,  
  // 很多初學者隨機用此容器時經常誤認爲pop()操作同時會返回棧頂元素的引用  
  void pop() { c.pop_back(); }  
};  
  
// 判斷兩個stack是否相等, 就要測試其內部維護容器是否相等  
// x.c == y.c會調用容器重載的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的操作很簡單，先進先出。現在能夠使用底層容器來實現，所以也非常簡單。總之，這就是個簡單的適配器吧。queue需要兩個模版參數，類型和底層容器，默認的底層容器是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;	// 底層容器

	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 是兩頭可進出，queue 是末端進，前端出（所以先進者先出）。
		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;
	}