【STL】 deque的用法详解

1.deque介绍

1.vector 容器是单向开口的连续内存空间。
2.deque 则是一种双向开口的连续线性空间。
3.所谓的双向开口，意思是可以在头尾两端分别做元素的插入和删除操作。
4.当然，vector 容器也可以在头尾两端插入元素，但是在其头部操作效率奇差，无法被接受。

2.deque和vector差异

1.第一在于deque允许使用常数项时间对头端进行元素的插入和删除操作
2.第二在于deque没有容量的概念，因为它是动态的以分段连续空间组合而成，随时可以增加一段新的空间并链接起来，换句话说，像 vector 那样，”旧空间不足而重新配置一块更大空间，然后复制元素，再释放旧空间”这样的事情在 deque 身上是不会发生的。也因此，deque 没有必须要提供所谓的空间保留(reserve)功能。
3.第三在于迭代器遍历上面，虽然 deque 容器也提供了Random Access Iterator,但是它的迭代器并不是普通的指针，其复杂度和vector 不是一个量级，这当然影响各个运算的层面。因此，除非有必要，我们应该尽可能的使用vector，而不是 deque。对 deque 进行的排序操作，为了最高效率，可将 deque 先完整的复制到一个 vector 中，对 vector 容器进行排序，再复制回 deque。

3.deque实现原理

1.从逻辑上看，deque 容器是连续的空间，这会让我们联想到array 和 vector,array 无法成长，vector 虽可成长，array无法成长，而vector虽然可以成长，但是只能向尾端生长。其实现原理是：(1) 申请更大空间 (2)原数据复制新空间 (3)释放原空间，这种做法所付出的时间代价是非常大的。
2.deque 是由一段一段的定量的连续空间构成。一旦有必要在 deque 前端或者尾端增加新的空间，便配置一段连续定量的空间，串接在 deque 的头端或者尾端。Deque 最大的工作就是维护这些分段连续的内存空间的整体性的假象，并提供随机存取的接口，避开了重新配置空间，复制，释放的轮回，代价就是复杂的迭代器架构。
3.deque 是分段连续内存空间，有中央控制，维持整体连续的假象。中控器中每一个节点都是一个指针，指向真正的缓存区。

3.deque的函数接口

(1)deque构造函数

deque deqT;//默认构造形式

deque(beg, end);//构造函数将[beg, end)区间中的元素拷贝给本身。

deque(n, elem);//构造函数将n个elem拷贝给本身。

deque(const deque &deq);//拷贝构造函数。

(2)deque赋值操作

assign(beg, end);//将[beg, end)区间中的数据拷贝赋值给本身。

assign(n, elem);//将n个elem拷贝赋值给本身。

deque& operator=(const deque &deq); //重载等号操作符

swap(deq);// 将deq与本身的元素互换

(3)deque大小操作

deque.size();//返回容器中元素的个数

deque.empty();//判断容器是否为空

deque.resize(num);//重新指定容器的长度为num,若容器变长，则以默认值填充新位置。如果容器变短，则末尾超出容器长度的元素被删除。

deque.resize(num, elem); //重新指定容器的长度为num,若容器变长，则以elem值填充新位置,如果容器变短，则末尾超出容器长度的元素被删除。

(4)deque双端插入和删除操作

push_back(elem);//在容器尾部添加一个数据

push_front(elem);//在容器头部插入一个数据

pop_back();//删除容器最后一个数据

pop_front();//删除容器第一个数据

(5)deque数据存取

at(idx);//返回索引idx所指的数据，如果idx越界，抛出out_of_range。

operator[];//返回索引idx所指的数据，如果idx越界，不抛出异常，直接出错。

front();//返回第一个数据。

back();//返回最后一个数据

(6)deque插入操作

insert(pos,elem);//在pos位置插入一个elem元素的拷贝，返回新数据的位置。

insert(pos,n,elem);//在pos位置插入n个elem数据，无返回值。

insert(pos,beg,end);//在pos位置插入[beg,end)区间的数据，无返回值。

(7)deque删除操作

clear();//移除容器的所有数据

erase(beg,end);//删除[beg,end)区间的数据，返回下一个数据的位置。

erase(pos);//删除pos位置的数据，返回下一个数据的位置。

4.代码示例

(1)初始化：

void test()
{
    deque<int>d;
    d.push_back(10);
    d.push_back(40);

    /* 初始化 */
    deque<int> d2(d.begin(), d.end());
    d2.push_back(10000);

    /* 交换 */
    d.swap(d2);
    cout<<d.back()<<endl;  //输出10000
    cout<<d2.back()<<endl; //输出40
}

(2)遍历容器：

void printDeque(){
    deque<int>d;
    d.push_back(10);
    d.push_back(40);
    
    //输出10 40
    for(deque<int>::const_iterator it=d.begin();it!=d.end();it++){
        cout<<*it<<" ";
    }
}

(3)操作容器：

void test1()
{
    deque<int> d1;
    d1.push_back(10);
    d1.push_back(30);
    d1.push_back(20);
    d1.push_back(40);
    d1.push_back(50);
    d1.pop_back();     /* 删除最后的元素 */
    d1.pop_front();    /* 删除最前面的元素 */
    
    //输出30 20 40
    for(deque<int>::const_iterator it=d1.begin();it!=d1.end();it++){
        cout<<*it<<" ";
    }
    cout<<endl;

    deque<int> d2;
    d2.push_back(50);
    d2.push_back(60);
    d2.insert(d2.begin(), d1.begin(), d1.end());

    //输出30 20 40 50 60
    for(deque<int>::const_iterator it=d2.begin();it!=d2.end();it++){
        cout<<*it<<" ";
    }
    cout<<endl;
}

(4)sort排序容器(不建议使用，效率很低)：

bool cmp(int a,int b){
    return a>b;
}
void test2()
{
    deque<int> d;
    d.push_back(3);
    d.push_back(4);
    d.push_back(1);
    d.push_back(7);
    d.push_back(2);

    //输出1 2 3 4 7
    sort(d.begin(), d.end());
    for(deque<int>::const_iterator it=d.begin();it!=d.end();it++){
        cout<<*it<<" ";
    }
    cout<<endl;
    
    //输出7 4 3 2 1
    sort(d.begin(), d.end(),cmp);
    for(deque<int>::const_iterator it=d.begin();it!=d.end();it++){
        cout<<*it<<" ";
    }
    cout<<endl;
}