C++示例：学习C++标准库std::deque双端队列的使用

01 std::deque介绍

std::deque是C++标准库中的一个双端队列（double-ended queue）容器。它提供了在队列的前端和后端进行插入和删除操作的效率。

std::deque是一个连续的动态数组，其内部存储了多个连续的元素。

02 初始定义

以下示例分别定义存储不同数据元素的动态数组容器对象。

// 包含头文件。
#include <deque>

// 自定义类。
class MyClass;

// 定义存储int整数双端队列容器对象。
std::deque<int> myDeque1;

// 定义存储float浮点数双端队列容器对象。
std::deque<float> myDeque1;

// 定义存储MyClass类双端队列容器对象。
std::deque<MyClass> myDeque1;

• 通过初始值定义示例：

// 包含头文件。
#include <deque>

// 定义并初始化为：1 3 5 2 4
std::deque<int> myDeque{ 1,3,5,2,4 };

03 添加元素

• 将元素添加到尾部：

push_back()和emplace_back()函数用于将元素添加到容器的尾部。

#include <deque>

std::deque<int> myDeque;

// 将元素添加到尾部示例。
myDeque.push_back(1);
myDeque.push_back(2);
myDeque.emplace_back(3);

• 将元素插入到开头位置：

push_front()和emplace_front()函数用于将元素添加到容器的尾部。

#include <deque>

std::deque<int> myDeque;

// 将元素添加到开头示例。
myDeque.push_front(1);
myDeque.push_front(2);
myDeque.emplace_front(3);

04 删除元素

• 删除尾部元素：

pop_back()函数用于删除容器尾部元素。

// 删除最后元素示例。
myDeque.pop_back();

• 删除开头元素：

pop_front()函数用于删除容器开头元素。

// 删除容器开头元素示例。
myDeque.pop_front();

• 使用迭代器删除指定元素：

示例说明：遍历容器，找出值等于100的元素并删除。

// 遍历容器，找出值等于100的元素并删除。
for (auto iter = myDeque.begin(); iter != myDeque.end(); )
{
    const int v = *iter;
    if (100 == v)
    {
        // 删除值为100的元素。
        iter = myDeque.erase(iter);
    }
    else
    {
        // 迭代器移到下一个元素。
        ++iter;    
    }
}

05 访问和修改元素

• 访问和修改开头元素：

front()函数等价于at(0)，用于访问容器开头元素。如果容器为空，函数会抛出异常。

// 访问容器开头元素示例。
int v = myDeque.front();

// 修改容器开头元素值示例。
myDeque.front() = 10;

• 访问和修改尾部元素：

back()函数用于访问容器尾部元素。如果容器为空，函数会抛出异常。

// 访问容器尾部元素示例。
int v = myDeque.back();

// 修改容器尾部元素值示例。
myDeque.back() = 20;

• at函数访问和修改指定元素：

at(INDEX)函数用于访问指定INDEX下标位置的元素。如果INDEX下标元素不存在，函数会抛出异常。

// 访问下标0元素示例。
int v1 = myDeque.at(0);
// 访问下标0元素示例。
int v2 = myDeque.at(1);

// 修改下标0元素值示例。
myDeque.at(0) = 100;
// 修改下标1元素值示例。
myDeque.at(1) = 200;

• 通过[INDEX]访问和修改指定位置元素：

[INDEX]等价于at(INDEX)函数，用于访问指定INDEX下标位置的元素。如果INDEX下标元素不存在，访问会报异常。

// 访问下标0元素示例。
int v1 = myDeque[0];
// 访问下标0元素示例。
int v2 = myDeque[1];

// 修改下标0元素值示例。
myDeque[0] = 100;
// 修改下标1元素值示例。
myDeque[1] = 200;

06 遍历元素

#include <deque>
#include <iostream>

// 定义并初始化为：1 3 5 2 4
std::deque<int> myDeque{ 1,3,5,2,4 };

// 遍历容器所有元素示例。
for (int v : myDeque)
{
    // 输出 1 3 5 2 4
    std::cout << "v = " << v << std::endl;
}

07 元素排序

• 默认排序：

#include <deque>
#include <iostream>
#include <algorithm>

// 定义并初始化为：1 3 5 2 4
std::deque<int> myDeque{ 1,3,5,2,4 };

// 默认排序（升序）示例。
std::sort(myDeque.begin(), myDeque.end());

// 遍历容器所有元素示例。
for (int v : myDeque)
{
    // 输出 1 2 3 4 5
    std::cout << "v = " << v << std::endl;
}

• 降序排序：

#include <deque>
#include <iostream>
#include <algorithm>

// 定义并初始化为：1 3 5 2 4
std::deque<int> myDeque{ 1,3,5,2,4 };

// 降序排序示例。
std::sort(myDeque.begin(), myDeque.end(), std::greater<int>());

// 遍历容器所有元素示例。
for (int v : myDeque)
{
    // 输出 5 4 3 2 1
    std::cout << "v = " << v << std::endl;
}

• 使用lambda表达式自定义排序：

#include <algorithm>

// 使用lambda表达式实现降序示例。
std::sort(myDeque.begin(), myDeque.end(), [](int a, int b)
    {
          return a > b;
    }
);

08 附录：完整源码

关注公众号下载本示例完整源码(18_std_deque_example.zip)。

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