stl deque常用函数

本文详细介绍了C++中deque容器的使用方法,包括构造函数、元素的添加与删除、遍历方式以及容量操作等核心功能。通过实例展示了如何利用deque进行高效的数据管理和操作。

    //构造函数
    //deque()
    deque<int> d1;

    //explicit deque(const _Alloc& _Al)
    deque<int> d2;

    //deque(size_type _Count, const value_type& _Val)
    deque<int> d3(3, 3);

    //deque(const _Myt& _Right)
    deque<int> d4(d3);

    //deque(_Iter _First, _Iter _Last)
    int arr[] = { 1, 2, 34, 43, 21 };
    deque<int> d5(arr, arr + 5);

    //添加元素
    deque<int> v6;
    v6.push_back(3);

    //使用下标遍历
    for (size_t i = 0; i < d3.size(); ++i)
    {
        cout << "v[" << i << "]=" << d3[i] << endl;        //3 3 3
    }

    //使用迭代器遍历
    deque<int>::iterator iter;
    size_t j;
    for (iter = d5.begin(), j = 0; iter != d5.end(); ++iter, ++j)
    {
        cout << "v[" << j << "]=" << *iter << endl;        //1 2 34 43 21
    }
    //反向遍历
    deque<int>::reverse_iterator riter;
    size_t k = d5.size() - 1;
    for (riter = d5.rbegin(); riter != d5.rend(); ++riter, --k)
    {
        cout << "v[" << k << "]=" << *riter << endl;    //21 43 34 2 1
    }

    //插入元素
    d5.push_front(14);
    d5.insert(d5.begin(), 8);
    for (iter = d5.begin(), j = 0; iter != d5.end(); ++iter, ++j)
    {
        cout << "v[" << j << "]=" << *iter << endl;        //8 14 1 2 34 43 21
    }

    //删除元素
    d5.pop_front();
    d5.pop_back();
    d5.erase(d5.begin());
    d5.erase(d5.begin(), d5.begin() + 1);

    for (iter = d5.begin(), j = 0; iter != d5.end(); ++iter, ++j)
    {
        cout << "v[" << j << "]=" << *iter << endl;        //2 34 43
    }
    
    //删除所有元素
    d5.clear();

    //交换两个容器
    d5.swap(d4);

    //容器是否为空
    bool b = d5.empty();

    //实际元素个数
    size_t count = d5.size();

    //容器最大元素个数
    size_t max_count = d5.max_size();

    //首元素,要求容器不为空
    int vFront = d5.front();

    //末元素,要求容器不为空
    int vEnd = d5.back();

### 关于C++ STL `deque` 的用法与实现 #### 定义与基本特性 `std::deque` 是 C++ 标准模板库(STL)提供的一种双端队列容器。它的名称来源于 **double-ended queue**,表示可以从两端高效地插入和删除元素[^3]。 `deque` 提供了随机访问的能力,类似于数组或向量 (`vector`),但它在头部和尾部的插入/删除操作上更加高效。然而,由于其内部存储结构的原因,在中间位置插入或删除元素可能会比较慢。 --- #### 内部实现机制 `deque` 的典型实现方式是通过一系列固定大小的连续内存块来管理数据。这些内存块通常被称为“缓冲区”,而整个 `deque` 则由一个动态分配的指针数组控制,该数组指向各个缓冲区。这种设计使得: - 头部和尾部可以独立扩展。 - 随机访问的时间复杂度为 O(1),因为可以通过简单的计算定位到目标元素所在的缓冲区及其偏移量。 以下是简化版的伪代码描述 `deque` 的核心逻辑: ```cpp template<typename T> class Deque { private: size_t buffer_size; // 缓冲区大小 T** map; // 动态指针数组,用于记录各缓冲区地址 size_t map_size; // 当前map容量 size_t start_index; // 起始缓冲区索引 size_index end_index; // 结束缓冲区索引 public: void push_back(const T& value); void push_front(const T& value); void pop_back(); void pop_front(); }; ``` 具体来说,当需要增加新的缓冲区时,会重新调整 `map` 数组并分配额外的空间;如果某个缓冲区内存不足,则会在同一缓冲区内移动现有元素以腾出空间[^4]。 --- #### 常见成员函数及用法示例 | 函数名 | 描述 | |----------------|----------------------------------------------------------------------| | `push_back(x)` | 将元素 x 添加至 deque 的末尾 | | `pop_back()` | 删除 deque 的最后一个元素 | | `push_front(x)`| 将元素 x 添加至 deque 的开头 | | `pop_front()` | 删除 deque 的第一个元素 | | `front()` | 返回 deque 的首个元素 | | `back()` | 返回 deque 的最后一位元素 | | `at(n)` | 访问第 n 个元素 | 下面是一个完整的例子展示如何使用 `deque` 进行常见操作: ```cpp #include <iostream> #include <deque> int main() { std::deque<int> d; // 向后添加元素 d.push_back(10); d.push_back(20); // 向前添加元素 d.push_front(5); // 输出所有元素 for(auto it = d.begin(); it != d.end(); ++it){ std::cout << *it << ' '; } // 移除首尾元素 d.pop_front(); d.pop_back(); return 0; } ``` 上述程序将依次打印:`5 10 20` 和最终剩余的 `10`. --- #### 性能特点对比其他容器 相比 `vector` 或者链表(`list`),`deque` 在某些场景下具有独特的优势: - **头尾增删效率高**: 对于频繁执行 head/tail 操作的应用场合非常合适; - **支持随机访问**: 不像单双向链表那样仅限迭代器遍历; - **内存碎片较少**: 使用预定义长度的小块缓存减少了零散分布的可能性[^5]. 不过需要注意的是,尽管提供了高效的两端修改能力,但由于涉及多级间接寻址以及可能引发多次重映射等问题,因此整体性能开销仍高于单纯线性布局的数据结构如 vector[]. ---
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