deque容器

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deque容器概述

std::deque（双端队列）是C++标准库中的一个容器，类似于std::vector，但它提供了在头部和尾部高效插入和删除元素的能力，时间复杂度为O(1)。与std::vector不同，std::deque不保证所有元素都存储在连续的内存空间中，而是通过一系列分段的连续内存块来存储元素，这些内存块通过一个中控器（map）连接起来，中控器维护每个内存块的地址，从而实现逻辑上的连续性

deque的赋值方式

std::deque提供了多种赋值方式：

拷贝赋值：使用operator=可以将一个deque的对象赋值给另一个deque对象，实现浅拷贝。
区间赋值：使用assign(beg, end)可以从其他容器或数组的一个区间复制元素到deque中。
重复赋值：使用assign(n, elem)可以将n个相同的元素elem赋值给deque

deque的插入方式

std::deque提供了多种插入元素的方式：

尾部插入：使用push_back(elem)可以在deque的尾部添加一个元素。
头部插入：使用push_front(elem)可以在deque的头部添加一个元素。
指定位置插入：使用insert(pos, elem)可以在指定位置pos插入一个元素；使用insert(pos, n, elem)可以在指定位置pos插入n个相同的元素elem；使用insert(pos, beg, end)可以在指定位置pos插入从beg到end的区间内的所有元素

deque的empty()函数

empty()函数用于检查deque容器是否为空，如果为空则返回true，否则返回false。这是一个常数时间操作

deque的内部结构

std::deque的内部结构由多个分段的连续内存块组成，每个内存块的大小通常是固定的。中控器（map）是一个指针数组，每个元素是指向一个内存块的指针。当需要在头部或尾部插入元素时，deque会动态地增加新的内存块，并更新中控器，确保逻辑上的连续性。这种设计使得deque能够在头部和尾部高效地插入和删除元素，但牺牲了迭代器的简单性和随机访问的效率

deque的resize()函数

resize()函数用于改变deque的大小。如果新的大小大于当前大小，deque会用默认值或指定值填充新增的部分；如果新的大小小于当前大小，deque会删除多余的元素。这是一个线性时间操作

标准算法库algorithm

<algorithm>头文件提供了大量的泛型算法，可以应用于任何符合迭代器要求的容器。例如，sort()函数可以用于对deque中的元素进行排序，find()函数可以用于查找元素，reverse()函数可以用于反转元素顺序等

sort()的应用

sort()函数是一个高效的排序算法，通常使用快速排序或归并排序。它可以对deque中的元素进行排序，但需要注意的是，sort()函数需要传递两个迭代器，分别指向要排序的范围的开始和结束位置

代码逐句解释

#include<iostream>
#include<string>
#include<deque>
#include<algorithm>//标准算法头文件
using namespace std;

// 打印deque容器中的元素
void printdeque(deque<int>&d) {
	for (deque<int>::const_iterator it = d.begin(); it != d.end(); it++) {
		cout << *it << " ";
	}
	cout << endl;
}

// 测试函数
void test01() {
	// 创建一个空的deque容器
	deque<int>d1;
	// 向deque容器尾部插入1到10的整数
	for (int i = 1; i <= 10; i++) {
		d1.push_back(i);
	}
	// 打印deque容器中的元素
	printdeque(d1);

	// 创建另一个空的deque容器
	deque<int>d2;
	// 使用赋值操作符将d1的元素复制到d2
	d2 = d1;
	// 打印d2中的元素
	printdeque(d2);

	// 从d2的尾部删除8个元素
	for (int s = 8; s > 0; s--) {
		d2.pop_back();
	}
	// 打印d2中的元素
	printdeque(d2);

	// 创建第三个空的deque容器
	deque<int>d3;
	// 使用assign函数将d1中的元素复制到d3
	d3.assign(d1.begin(), d1.end());
	// 打印d3中的元素
	printdeque(d3);

	// 检查d1是否为空，如果不为空则打印d1的大小
	if (d1.empty()) {
		cout << "d1为空" << endl;
	}
	else {
		cout << "d1的大小：" << d1.size() << endl;
		// 因为deque的容器没有容量的概念，故deque没有capacity函数
		// 因为deque内部结构
		// 将d1的大小调整为15，新插入的元素值为1
		d1.resize(15, 1);
		// 打印d1中的元素
		printdeque(d1);
	}

	// 在d1的头部插入多个元素
	d1.push_front(10);
	d1.push_front(20);
	d1.push_front(80);
	d1.push_front(5);
	d1.push_front(45);

	// 使用sort函数对d1中的元素进行排序
	sort(d1.begin(), d1.end());
	// 打印排序后的d1中的元素
	printdeque(d1);
}

int main() {
	// 调用测试函数
	test01();
	// 暂停程序，等待用户按键
	system("pause");
	return 0;
}

详细解释

包含头文件：
```
#include<iostream>
#include<string>
#include<deque>
#include<algorithm>//标准算法头文件
using namespace std;
```
- #include<iostream>：包含输入输出流的头文件，用于标准输入输出操作。
- #include<string>：包含字符串类的头文件，虽然在这个示例中没有直接使用字符串类，但为了完整性还是包含进来。
- #include<deque>：包含deque容器的头文件。
- #include<algorithm>：包含标准算法库的头文件，用于调用排序等算法。
- using namespace std;：使用标准命名空间，避免每次调用标准库函数时都要加上std::前缀。
定义打印函数：
```
void printdeque(deque<int>&d) {
    for (deque<int>::const_iterator it = d.begin(); it != d.end(); it++) {
        cout << *it << " ";
    }
    cout << endl;
}
```
- void printdeque(deque<int>&d)：定义一个函数，接收一个deque<int>类型的引用参数。
- for (deque<int>::const_iterator it = d.begin(); it != d.end(); it++)：使用常量迭代器遍历deque容器。
- cout << *it << " "：输出当前迭代器指向的元素值。
- cout << endl;：输出换行符，结束一行。
测试函数：
```
void test01() {
    deque<int>d1;
    for (int i = 1; i <= 10; i++) {
        d1.push_back(i);
    }
    printdeque(d1);
```
- deque<int>d1;：创建一个空的deque<int>容器。
- for (int i = 1; i <= 10; i++) { d1.push_back(i); }：使用循环向deque容器尾部插入1到10的整数。
- printdeque(d1);：调用打印函数，输出deque容器中的元素。
拷贝赋值：
```
    deque<int>d2;
    d2 = d1;
    printdeque(d2);
```
- deque<int>d2;：创建另一个空的deque<int>容器。
- d2 = d1;：使用赋值操作符将d1的元素复制到d2。
- printdeque(d2);：调用打印函数，输出d2中的元素。
删除元素：
```
    for (int s = 8; s > 0; s--) {
        d2.pop_back();
    }
    printdeque(d2);
```
- for (int s = 8; s > 0; s--) { d2.pop_back(); }：使用循环从d2的尾部删除8个元素。
- printdeque(d2);：调用打印函数，输出d2中的元素。
区间赋值：
```
    deque<int>d3;
    d3.assign(d1.begin(), d1.end());
    printdeque(d3);
```
- deque<int>d3;：创建第三个空的deque<int>容器。
- d3.assign(d1.begin(), d1.end());：使用assign函数将d1中的元素复制到d3。
- printdeque(d3);：调用打印函数，输出d3中的元素。
检查容器是否为空：
```
    if (d1.empty()) {
        cout << "d1为空" << endl;
    }
    else {
        cout << "d1的大小：" << d1.size() << endl;
        d1.resize(15, 1);
        printdeque(d1);
    }
```
- if (d1.empty()) { cout << "d1为空" << endl; }：检查d1是否为空，如果是则输出“d1为空”。
- else { cout << "d1的大小：" << d1.size() << endl; }：如果不是空，则输出d1的大小。
- d1.resize(15, 1);：将d1的大小调整为15，新插入的元素值为1。
- printdeque(d1);：调用打印函数，输出调整大小后的d1中的元素。
头部插入元素：
```
    d1.push_front(10);
    d1.push_front(20);
    d1.push_front(80);
    d1.push_front(5);
    d1.push_front(45);
```
- d1.push_front(10);：在d1的头部插入元素10。
- d1.push_front(20);：在d1的头部插入元素20。
- d1.push_front(80);：在d1的头部插入元素80。
- d1.push_front(5);：在d1的头部插入元素5。
- d1.push_front(45);：在d1的头部插入元素45。
排序：
```
    sort(d1.begin(), d1.end());
    printdeque(d1);
```
- sort(d1.begin(), d1.end());：使用sort函数对d1中的元素进行排序。
- printdeque(d1);：调用打印函数，输出排序后的d1中的元素。
主函数：
```
int main() {
    test01();
    system("pause");
    return 0;
}
```
- test01();：调用测试函数。
- system("pause");：暂停程序，等待用户按键。
- return 0;：返回0，表示程序正常结束。