C++ deque的用法与示例

deque容器的介绍

Vector 容器是单向开口的连续内存空间，deque 则是一种双向开口的连续线性空间。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，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。

deque的操作图示

C++ deque的用法与示例

deque 容器和 vector 容器最大的差异，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。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。

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。

deque容器的实现原

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。

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。

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。

C++ deque的用法与示例

deque的API

1.1deque构造函数

deque<T> 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。

1.2 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

1.3 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。

初始化

#include <deque>

void test()
{
    deque<int>d;

    d.push_back(10);
    d.push_back(40);
    d.push_back(30);
    d.push_back(20);
    
    deque<int> d2(d.begin(), d.end()); /* 初始化 */
    d2.push_back(10000);

    /* 交换 */
    d.swap(d2);
}

遍历容器

void printDeque(const deque<int> &d)
{
    for(deque<int>::const_iterator it = d.begin(); it != d.end(); it++)
    {
        cout<<*it<<" ";
    }
    cout<<endl;
}

2.1 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

2.2 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

2.3 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。

2.4 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。

void test()
{
    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 */

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

可以使用sort算法对deque进行排序

#include <iostream>
#include <deque>
#include <algorithm>
using namespace std;

void printDeque(const deque<int> &d)
{
    for(deque<int>::const_iterator it = d.begin(); it != d.end(); it++)
    {
        cout<<*it<<" ";		
    }
    cout<<endl;
}

/* 回调函数 */
bool compare(int v1, int v2)
{
    return v1 > v2; /* 此时的排序是从大到小 */
                    /* 如果从小到大应该改为"v1 < v2" */
}

void test()
{
    deque<int> d;
    d.push_back(3);
    d.push_back(4);
    d.push_back(1);
    d.push_back(7);
    d.push_back(2);

    sort(d.begin(), d.end(), compare);
    printDeque(d);
}

C++ deque的用法与示例