为什么 C++ 有队列和堆栈，因为它已经有双端队列？ [复制]答案

【问题标题】：Why does C++ have queue and stack given it already have deque? [duplicate]为什么 C++ 有队列和堆栈，因为它已经有双端队列？ [复制]
【发布时间】：2019-04-13 02:50:06
【问题描述】：

我想知道为什么 C++ 有队列和堆栈，因为它已经有双端队列。

看来stack/queue的runtime和使用deque模拟stack/queue是一样的。此外，deque 支持诸如擦除、迭代器和随机访问之类的修饰符，而堆栈或队列都不支持这些修饰符。

既然双端队列比其他两个更强大，为什么 C++ 提供所有三个呢？

谢谢！

【问题讨论】：

它们不是相互排斥的。其实std::stack和std::queue都默认使用std::deque。
stackoverflow.com/questions/2247982/…
有时少即是多。 stack 比 deque 像堆栈一样在程序中的作用更容易理解。
一种类型的“力量”通常是使用风险的代名词。更“强大”的功能使检测错误变得更加困难，因为根据定义，您不允许做的事情更少。一个典型的例子是 c 风格的演员表。它们在可以执行的转换方面非常强大，它们可以取代任何 c++ 风格的转换。但它们的力量也意味着它们使用起来很危险。因此，尽管它们使所有其他演员表变得多余，但特别不鼓励使用它们，因为它是如此强大。与其将queue 和stack 视为“不那么强大”，不如将它们视为更安全。
@FrançoisAndrieux 说得好，我想补充一点，使用queue 和stack 更具表现力。当堆栈是 stack 而队列是 queue 时，代码更容易推理

标签： c++ data-structures stl deque

【解决方案1】：

std::stack 和 std::queue 是所谓的“容器适配器”，因为它们适应被包装容器的接口（模板参数，默认为 std::deque，但可以是任何实现 back()， push_back() and pop_back() for std::stack, and back(), pop_front() and push_back() for std::queue) 到栈或队列的受限接口；如果您愿意，它们可以简化底层容器接口。

一般的想法应该是“受限”容器只提供容器“预期操作模式”的操作——std::stack 只允许类似堆栈的操作，不像底层的std::deque 允许，例如，随机插入/访问。另一个优点是底层容器类型的编译时多态性比传递普通容器更舒适（您可能会收到更好的错误消息）。

在实践中，我总是发现这些适配器至少没用，更多时候只是障碍：

它们不限制可用状态的空间，因为如果有额外的空间，std::stack 和 std::queue 都可以以任何方式进行变异；
它们不提供对底层容器类型的类型擦除，因为它是一个模板参数，因此它们对于编写一个采用任何堆栈的非模板函数（无论底层容器如何）都没有用处；
他们的界面通常过于受限；即使底层容器完全支持前向迭代器（甚至是随机访问），您甚至无法对 std::stack 的全部内容进行调试打印。

【讨论】：

您的第二个要点很容易通过向函数添加一个额外的模板参数来克服：coliru.stacked-crooked.com/a/79028b2d002e58fe。其他点虽然非常有效。
@NathanOliver：这正是我在第二段中提到的关于编译时多态性的情况。但这与“常规”多态性不同，因为它使用模板感染所有东西，并且它提供的唯一优势是让函数接受通用容器，它提供了更好的错误消息。

【解决方案2】：

std::queue 和 std::stack 实际上并不是标准库中的容器。它们是container adaptors，它们的存在是为了在实际容器之上为您提供一个特定的界面。

您不希望您的堆栈有 operator []，因此我们包装了 std::deque（默认情况下，您可以使用不同的容器），这样我们就不会公开堆栈没有的操作。

【讨论】：

【解决方案3】：

std::stack 和 std::queue 都是容器适配器。默认情况下使用std::deque 作为后备容器，但不一定如此。

与双端队列相比，堆栈和队列都具有简化的接口。因此，您可能希望有一个不使用 std::deque 而是使用其他容器的堆栈，这就是适配器的用途。

【讨论】：