4.7 heap（隐式表述：implicit representation）
4.7.1 heap概述
binary max heap作为priority queue的底层机制，原因是：
- binary heap：完全二叉树的结构可以保证整棵树没有节点漏洞，用array来表示这棵树的时候，只需要从array[1]开始保存（#0元素设为无限大或无限小），那么位于array第i个的节点，其左子节点就是第2*i个，右子节点是第2*i+1个，父节点是第i/2（向下取整）个。——这种以array表述tree的方式，称为隐式表述（implicit representation）。——由于array普通数组无法满足heap动态改变大小的要求，所以不用array而用vector。【由此可见heap的所有元素都必须遵循特别的排列规则（完全二叉树），所以heap不提供遍历功能及迭代器。】
- max-heap：STL供应的是max-heap，最大值在根节点。
4.7.2 heap算法
- push_heap：将新元素插入在底层vector的end()处，再使用percolate up（上溯）使之满足max-heap的要求；
- pop_heap：取走根节点（即将其设至vector的尾端节点），再使用percolate down（下溯）使之满足max-heap的要求；
- sort_heap：假如有n个元素，那么使用n-1次pop_heap()，每次都能将根节点（最大值）放置于容器最尾端，并每次都要将操作范围从后向前缩减一个元素，最终可以得到一个升序的vector，但此时的heap已经不是一个合法的heap了。
- make_heap：将一段现有的数据转化为一个heap，依据4.7.1所讲的隐式表述。
4.8 priority_queue
4.8.1 priority_queue概述
priority_queue是一个拥有权值观念的queue（FIFO），其内的元素不按照被推入的次序排列，而是自动依照元素的权值排列（权值高的排在前面）。
priority_queue也是container adapter（参考4.5.2小节）。
4.9 slist
4.9.1 slist概述
list是双向链表，而slist则是单向链表，slist的迭代器是Forward Iterator。
- STL的习惯是，插入操作会将新元素插入于指定位置之前，slist作为单向链表，没有方便的方法可以定出前一个位置，必须从头找起，所以slist提供了insert_after()和erase_after()来运用；
- 同样地，slist不提供push_back()，只提供push_front()，所以slist的元素次序会和元素插入进来的次序相反。
4.9.2-4.9.3 slist的节点及迭代器
slist的节点和迭代器的设计，都运用了继承关系。
节点：
//单向链表的节点基本结构 struct __slist_node_base{ __slist_node_base* next; } //单向链表的节点结构 template <class T> struct __slist_node : public __slist_node_base{ T data; } //全局函数：已知某一节点，插入新节点于其后 inline __slist_node_base* __slist_make_link( __slist_node_base* prev_node, __slist_node_base* new_node ){ //令new节点的下一节点为prev节点的下一节点 new_node->next=prev_node->next; prev_node->next=new_node; //令prev节点的下一节点指向new节点 return new_node; } //全局函数：单向链表的大小 inline size_t __slist_size( __slist_node_base* node){ size_t result=0; for( ; node!=0; node=node->next) ++result; return result; }迭代器：
//单向链表的迭代器基本结构 struct __slist_iterator_base { typedef size_t size_type; typedef ptrdiff_t difference_type; typedef forward_iterator_tag iterator_category; __slist_node_base* node; //指向节点基本结构 //构造函数，初始化node为x __slist_iterator_base(__slist_node_base* x) :node(x) { } void incr() { node=node->next; } bool operator==(const __slist_iterator_base& x) const{ return node==x.node; } bool operator!=(const __slist_iterator_base& x) const{ return node !=x,node; } }; //单向链表的迭代器结构 template<class T,class Ref,class Ptr> struct __slist_iteartor : public __slist_iterator_base { typedef __slist_iterator<T,T&,T*> iterator; typedef __slist_iterator<T,const T&,const T*> const_iteartor; typedef __slist_iterator<T,Ref,Ptr> self; typedef T value_type; typedef Ptr pointer; typedef Ref reference; typedef __slist_node<T> list_node; //list_node*的类型是__slist_node*,__slist_node继承__slist_node_base //用指针来初始化，指针类型有转换 __slist_iterator(list_node* x) : __slist_iterator_base(x) {} // 默认构造函数 __slist_iterator() : __slist_iterator_base(0) {} //复制构造函数 __slist_iterator(const iterator& x) : __slist_iterator_base(x.node) {} reference operator*() const { return ((list_node*) node)->data; } reference operator->() const { return &(operator*()); } self& operator++(){ incr(); //前进一个节点 return *this; } self operator++(int){ //后置式 self tmp=*this; incr(); return tmp; } //没有operator--，因为slist的迭代器是Forward Iterator };
4.9.4 slist的数据结构
template <class T, class Alloc=alloc> class slist{ public: typedef T value_type; typedef value_type* pointer; typedef const value_type* const_pointer; typedef value_type& reference; typedef const value_type& const_reference; typedef size_t size_type; typedef ptrdiff_t difference_type; typedef __slist_iterator<T,T&,T*> iterator; typedef __slist_iterator<T,const T&,const T*> const_iterator; private: typedef __slist_node<T> list_node; typedef __slist_node_base list_node_base; typedef __slist_iterator_base iteartor_base; typedef simple_allc<list_node, Alloc> list_node_allocator; static list_node* create_node(const value_type& x){ list_node* node=list_node_allocator::allocate(); //配置空间 __STL_TRY{ construct(&node->data, x); //构造元素 node->next=0; } __STL_UNWIND(list_node_allocator::deallocate(node) ); return node; } static void destroy_node(list_node* node){ destroy(&node->data); //将元素析构 list_node_allocator::deallocate(node); //释放空间 } private: list_node_base head; //头部，不是指针 public: slist() { head.next=0; } ~slist() { clear(); } public: iterator begin() { return iterator((list_node*)head.next); } iterator end() { return iterator(0); } size_type size() const { return _slist_size(head.next); } bool empty() const { return head.next == 0; } //两个slist交换，只要将head交换互指即可 void swap(slist& L){ list_node_base* tmp=head.next; head.next=L.head.next; L.head.next=tmp; } public: //取头部元素 reference front() { return ((list_node*)head.next)->data; } //从头部插入元素（新元素成为slist的第一个元素） void push_front(const value_type& x){ __slist_make_link(&head, create_node(x)); } //从头部取走元素（删除之），修改head void pop_front(){ list_node* node=(list_node*)head.next; head.next=node->next; destroy_node)node); } ... };