一、stack

1. 以vector作为底层容器

从栈的接口中可以看出，栈实际是一种特殊的vector，因此使用vector完全可以模拟实现stack。

由于stack的所有工作是底层容器完成的，而这种具有“修改某物接口，形成另一种风貌”的性质，称为配接器（适配器），所以stack往往不被归类为容器，而是被归类为容器配接器（容器适配器）。

template<class T>
class stack
{
private:
		std::vector<T> _c;
public:

	stack() {}
	void push(const T& x)
	{
		_c.push_back(x);
	}
	void pop()
	{
		_c.pop_back();
	}
	T& top()
	{
		return _c.back();
	}
	const T& top()const
	{
		return _c.back();
	}
	size_t size()const
	{
		return _c.size();
	}
	bool empty()const
	{
		return _c.empty();
	}
};

2. 以list作为底层容器

stack的接口push_back、pop_back，除vector外，list也都具备，因此，以list作为stack的底层容器，一样能够轻易实现stack。

template<class T>
class stack
{
private:
		std::list<T> _c;
public:
	//……
};

这样修改底层成员变量很麻烦，可以增加一个模板参数并给缺省值，来实现根据传入参数使用不同底层容器的stack

template<class T, class Con = std::vector<T>>
class stack
{
private:
		Con _c;
public:
	//……
};

这样就可以像如下代码使用stack:

stack<int,list<int>> st1;//以list作为底层容器
stack<int> st2//以vector作为底层容器

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二、queue

因为queue的接口中存在头删和尾插，因此使用vector来封装效率太低，故可以借助list来模拟实现queue

template<class T, class Con = std::list<T>>
class queue
{
private:
	Con _c;
public:
	queue() {}
	void push(const T& x)
	{
		_c.push_back(x);
	}
	void pop()
	{
		_c.pop_front();
	}
	T& back()
	{
		return _c.back();
	}
	const T& back()const
	{
		return _c.back();
	}
	T& front()
	{
		return _c.front();
	}
	const T& front()const
	{
		return _c.front();
	}
	size_t size()const
	{
		return _c.size();
	}
	bool empty()const
	{
		return _c.empty();
	}
};

查看官方文档发现，stack是以deque作为底层容器的缺省，那么deque是一种什么样的数据结构呢？

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三、deque

1. deque概述

vector是单向开口的连续线性空间，deque（双端队列）则是一种双向开口的连续线性空间。双向开口是指可以在头尾两端进行插入和删除操作，虽然vector可以在头尾操作，但是头部操作效率极低。

deque和vector、list的比较：

1. 与vector相比，deque在头部插入删除是常数时间
2. 与list相比，deque空间利用率比较高

deque并不是真正连续的空间，而是由一段段连续的小空间拼接而成的，实际deque类似于一个动态的二维数组

图中的map并不是STL中的map，它其实是一个T**，也就是说它是一个指针，指向的东西是一个指针数组（这些指针又指向了一块连续空间）

2. deque迭代器介绍

双端队列底层是一段假象的连续空间，实际是分段连续的，为了维护其“整体连续”以及随机访问的假象，这个任务落在了deque的迭代器身上，因此deque的迭代器设计就比较复杂，如下图所示：

那deque是如何借助其迭代器维护其假想连续的结构呢？

由于最后一个缓冲区还有4个空间，push三次不会引起缓冲区的再配置。如果尾端再添加一个元素，则引发新缓冲区的配置，finish迭代器改变，此时使用了4个节点。

3. deque的缺陷

与vector比较，deque的优势是：头部插入和删除时，不需要搬移元素，效率特别高，而且在扩容时，也不 需要搬移大量的元素，因此其效率是必vector高的。

与list比较，其底层是连续空间，空间利用率比较高，不需要存储额外字段。

但是，deque有一个致命缺陷：不适合遍历，因为在遍历时，deque的迭代器要频繁的去检测其是否移动到 某段小空间的边界，导致效率低下，而序列式场景中，可能需要经常遍历。

因此在实际中，需要线性结构时，大多数情况下优先考虑vector和list，deque的应用并不多，而目前能看到的一个应用就是，STL用其作 为stack和queue的底层数据结构

4. 选择deque作为底层默认容器的原因

stack是一种后进先出的特殊线性数据结构，因此只要具有push_back()和pop_back()操作的线性结构，都可 以作为stack的底层容器，比如vector和list都可以

queue是先进先出的特殊线性数据结构，只要具有push_back和pop_front操作的线性结构，都可以作为queue的底层容器，比如list。

但是STL中对stack和queue默认选择deque作为其底层容器，主要是因为：

1. stack和queue不需要遍历(因此stack和queue没有迭代器)，只需要在固定的一端或者两端进行操作。
2. 在stack中元素增长时，deque比vector的效率高(扩容时不需要搬移大量数据)；queue中的元素增长时，deque不仅效率高，而且相较于list内存使用率高。

从以上可以看出，deque是vector和list的折中。

STL标准库中对于stack和queue的模拟实现：只需要将默认容器改为deque

template<class T, class Con = std::deque<T>>
class stack
{
private:
		Con _c;
public:
	//……
};
template<class T, class Con = std::deque<T>>
class queue
{
private:
		Con _c;
public:
	//……
};

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