STL容器之deque

deque 和vector一样都是标准模板库中的内容,deque 是双端队列,在接口上和vector 非常相似,在许多操作的地方可以直接替换。假如读者已经能够有效地使用vector容器,下面提供deque的成员函数和操作,进行对比参考。

函数

描述

c.assign(beg,end)

c.assign(n,elem) 

[beg; end)区间中的数据赋值给c

nelem的拷贝赋值给c

c.at(idx) 

传回索引idx所指的数据,如果idx越界,抛出out_of_range

c.back() 

传回最后一个数据,不检查这个数据是否存在。

c.begin() 

传回迭代器重的可一个数据。

c.clear() 

移除容器中所有数据。

deque<Elem> c

deque<Elem> c1(c2)

Deque<Elem> c(n)

Deque<Elem> c(n, elem)

Deque<Elem> c(beg,end)

c.~deque<Elem>() 

创建一个空的deque

复制一个deque

创建一个deque,含有n个数据,数据均已缺省构造产生

创建一个含有nelem拷贝的deque

创建一个以[beg;end)区间的deque

销毁所有数据,释放内存。

c.empty() 

判断容器是否为空。

c.end() 

指向迭代器中的最后一个数据地址。

c.erase(pos)

c.erase(beg,end) 

删除pos位置的数据,传回下一个数据的位置。

删除[beg,end)区间的数据,传回下一个数据的位置

c.front() 

传回地一个数据。

get_allocator 

使用构造函数返回一个拷贝。

c.insert(pos,elem) 

c.insert(pos,n,elem)

c.insert(pos,beg,end)

pos位置插入一个elem拷贝,传回新数据位置。

pos位置插入nelem数据。无返回值。

pos位置插入在[beg,end)区间的数据。无返回值。

c.max_size() 

返回容器中最大数据的数量。

c.pop_back() 

删除最后一个数据。

c.pop_front() 

删除头部数据。

c.push_back(elem) 

在尾部加入一个数据。

c.push_front(elem) 

在头部插入一个数据。

c.rbegin() 

传回一个逆向队列的第一个数据。

c.rend() 

传回一个逆向队列的最后一个数据的下一个位置。

c.resize(num) 

重新指定队列的长度。

c.size() 

返回容器中实际数据的个数。

C1.swap(c2) 

Swap(c1,c2)

c1c2元素互换。

同上操作。

首先dequevector在定义上是一模一样的,这些在vector那一节讲得更多了,可以对比参考,下面我们主要说说这两张表:

1:对比dequevector的函数表,少了哪两个函数?

1   capacity() —— 返回vector当前的容量。

2   reserve() —— 给指定大小的vector 分配容量。

上面的两个函数是一对函数,就如同sizeresize一样,一个分配,一个返回。那么为什么deque没有这两个函数勒?

这就是我们要说的开始,他说明了vectordeque在内存管理上是完全不一样的,其实deque是在内存中分配很多个大块内存,然后相连接起来,不需要像vector那样分配一块连续的内存,(虽然有点像链表,但是他们完全不是同一个设计理念)。

 

 

1:对比dequevector的函数表,多了哪两个函数?

1c.push_front(elem) —— 在头部插入一个数据。

2c.pop_front() —— 删除头部数据。

因为叫双端队列,所以在两个方向都可以插入和删除,比vector多了一个方向的操作。

3deque必须注意的地方

deque中进行插入和删除元素的时候,除非在头部和尾部,在其他任何地方操作都会使所有的迭代器失效,这一点务必注意。

对于deque其他的方面就没什么好讲的了,跟vector是完全一样的使用,只是内存模型优于vector,随机访问能力不及vector(虽然都可以访问,但是deque会产生临时对象,效率比不上),头尾两端均可操作,就这样了。

 

 

### C++ STL `deque` 使用方法及特性 #### 一、基本概念 `std::deque<T>` 是标准模板库(STL)提供的一种双端队列容器,支持快速的随机访问以及高效的两端插入和删除操作。这种灵活性使得它适用于多种场景下的数据存储需求。 #### 二、主要功能与使用方式 ##### (一)创建与初始化 可以像其他STL容器一样通过默认构造函数来实例化一个空的`deque`对象;也可以指定初始大小或填充特定数量相同类型的元素进行初始化[^4]。 ```cpp // 创建一个整型dequeue,默认无参数则为空 std::deque<int> myDeque; // 初始化含有五个零值整数的dequeue std::deque<int> anotherDeque(5, 0); ``` ##### (二)元素存取 提供了`front()`获取头部元素引用,`back()`获得尾部元素引用的方法。对于任意位置上的元素,则可以直接利用下标运算符[]来进行读写操作。 ```cpp myDeque.push_back(1); // 向后追加新项 anotherDeque.front(); // 访问第一个元素 anotherDeque.back(); // 获取最后一个元素 anotherDeque[2]; // 索引第三个元素 (假设存在) ``` ##### (三)增删改查 - 插入:除了常规的`push_back()/push_front()`外,在C++20版本之后还增加了更灵活的方式——`emplace_*`系列成员函数允许直接在目标地点构建对象而无需先创建临时变量再转移所有权[^3]; - 删除:不仅能够分别针对前后两端调用`pop_back()/pop_front()`移除单个节点,还可以借助于新增API如`erase_if()`批量清除符合条件的所有条目[^1]; - 修改:可通过迭代器配合算法库中的工具完成复杂变换任务,比如下面的例子展示了如何将每一个数值翻倍处理[^2]: ```cpp std::for_each(myDeque.begin(), myDeque.end(), [](int& elem){ elem *= 2; }); ``` ##### (四)查询统计 为了方便开发者判断当前状态,内置了一些辅助性的属性接口,例如检测是否为空(`empty()`)或是计算总长度(`size()`)等. #### 三、内部结构特点分析 不同于连续内存布局的传统数组向量(vector),`deque`采用了分段式的管理策略,即将整个序列分割成若干固定大小的小块(block),每一块之间保持一定间隔以便后续扩展时能更容易找到合适的位置安插新的片段而不至于频繁触发大规模重定位动作。这样的设计既保留了一定程度上类似于链表那样动态调整的优势,又兼顾到了接近线性寻址所带来的性能提升效果. #### 四、适用范围对比总结 当面对需要频繁执行双向末端更新且偶尔涉及中间部分修改的应用场合时,选用`deque`往往可以获得更好的综合表现。然而值得注意的是由于其特殊的组织形式可能会造成缓存命中率下降进而影响到某些情况下顺序扫描效率,所以在实际项目选型过程中应当权衡利弊做出合理抉择.
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