C++双端队列

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前言

在介绍双端队列以前先来介绍一下容器适配器

适配器是标准库中的一个通用概念，容器，迭代器，和函数都有适配器。本质上，适配器是一种机制，能使某种事物的行为看起来像是另外一种事物一样。一个容器适配器接受一种已有的容器类型，使其行为看起来像是一种不同的类型。stack、queue和priority_queue都是顺序容器适配器，而其在标准库中的底层默认容器就是dequeue。

另外，每个容器适配器都基于底层容器类型的操作定义了自己的特殊操作。我们只可以使用适配器操作，而不能使用底层容器类型的操作。

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一、dequeue是什么？

deque(双端队列)：是一种双开口的"连续"空间的数据结构，双开口的含义是：可以在头尾两端进行插入和删除操作，且时间复杂度为O(1)，与vector比较，头插效率高，不需要搬移元素；与list比较，空间利用率比较高。

deque并不是真正连续的空间，而是由一段段连续的小空间拼接而成的，实际deque类似于一个动态的二维数组，其底层结构如下图所示：

双端队列底层是一段假象的连续空间，实际是分段连续的，为了维护其“整体连续”以及随机访问的假象，落在了deque的迭代器身上，因此deque的迭代器设计就比较复杂，如下图所示：

map是中控器，是一个二级指针，可以通过其访问到每一个缓冲区。同时每一个缓冲区的大小是固定的，可以通过迭代器确定范围。如下：

二、dequeue的优势

与vector比较，deque的优势是：头部插入和删除时，不需要搬移元素，效率特别高，而且在扩容时，也不需要搬移大量的元素，因此其效率是必vector高的。

与list比较，其底层是连续空间，空间利用率比较高，不需要存储额外字段。

所以stack和queue的底层容器都选用了dequeue。

三、dequeue的缺陷

deque有一个致命缺陷：不适合遍历，因为在遍历时，deque的迭代器要频繁的去检测其是否移动到某段小空间的边界，导致效率低下，而序列式场景中，可能需要经常遍历，因此在实际中，需要线性结构时，大多数情况下优先考虑vector和list，deque的应用并不多，而目前能看到的一个应用就是，STL用其作为stack和queue的底层数据结构。

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