deque容器总结(C++)

1.deque容器

1.1 介绍

 双端队列
 Deque(通常发音像“deck”)是双端队列的不规则首字母缩写。双端队列是具有动态大小的序列容器，可以在两端(前端或后端)进行扩展或收缩。
 特定的库可能以不同的方式实现deques，通常是作为某种形式的动态数组。但在任何情况下，它们都允许通过随机访问迭代器直接访问单个元素，并根据需要通过扩展和收缩容器自动处理存储。
 因此，它们提供了类似于向量的功能，但可以在序列的开头高效地插入和删除元素，而不仅仅是在序列的末尾。但是，与vector不同，deque不能保证将其所有元素存储在连续的存储位置:通过偏移指向另一个元素的指针来访问deque中的元素会导致未定义的行为。
 vector和deque都提供了非常相似的接口，也可以用于类似的目的，但在内部它们的工作方式却截然不同:vector使用一个单独的数组，需要偶尔重新分配以实现增长，而deque的元素可以分散在不同的存储块中，容器在内部保存必要的信息，以便在恒定的时间内通过统一的顺序接口(通过迭代器)直接访问其任何元素。因此，deque在内部比vector更复杂一些，但这允许它们在某些情况下更有效地增长，特别是对于非常长的序列，在这种情况下重新分配会变得更昂贵。
 对于频繁插入或删除开始或结束位置以外的元素的操作，deque的性能较差，迭代器和引用的一致性不如列表和转发列表。

1.2 简单解析

 A. 头文件: ”queue“ 或者 ”deque“
 B. 双端队列：支持队头队尾双向快速插入 / 删除元素(相对于普通队列可以额外支持队头的插入删除) + 快速随机访问元素(类似于向量容器Vector)
 C. 常用场景：处理问题需要对一个队列频繁队尾队头修改时可以使用。

2.迭代器操作(Iterator)

 deque.begin() —— 返回容器头部元素迭代器
 deque.end() —— 返回容器尾部元素下一位置的迭代器

#include<iostream>
#include<queue>
using namespace std;
int main(){
    
    
    deque<int> dq;
    for(int i = 0; i < 7; i ++ ){
    
    
        dq.push_back(i);
    }
    for(auto it = dq.begin(); it != dq.end(); it ++ ){
    
    
        cout << *it << ' ';
    }
    // 输出 : 0 1 2 3 4 5 6
}

3.容量操作(Capacity)

 deque.empty() —— 返回容器是否为空，为空返回True，否则为 false
 deque.size() —— 返回容器内部元素个数
 deque.max_size() —— 返回容器最大存储容量

#include<iostream>
#include<queue>
using namespace std;
int main(){
    
    
    deque<int> dq;
    for(int i = 0; i < 7; i ++ ){
    
    
        dq.push_back(i);
    }

    if(dq.empty() == false){
    
    
        puts("队列不为空");
    } // 输出; 队列不为空

    cout << dq.size() << endl;
    // 输出: 7

    cout << dq.max_size() << endl;
    // 输出: 4611686018427387903
}

4.访问操作(Element access)

 deque[ ]—— 访问指定位置元素
 deque.at() —— 访问指定位置元素
 deque.front() —— 返回容器队头元素
 deque.back() —— 返回容器队尾元素

#include<iostream>
#include<queue>
using namespace std;
int main(){
    
    
    deque<int> dq;
    for(int i = 0; i < 7; i ++ ){
    
    
        dq.push_back(i);
    }

    for(int i = 0; i < 7; i ++ ){
    
    
        cout << dq.at(i) << ' '; // cout << dq[i] << ' ';
    }
    cout << '\n';
    // 输出: 0 1 2 3 4 5 6

    cout << dq.front() << ' ' << dq.back() << endl;
    // 输出: 0 6
}

5.修改操作(Modifiers)

 deque.assign(n, val) —— 初始化n 个 val值
 deque.assign(first_iterator, end_iterator) ——将迭代器范围内值初始化给deque

#include<iostream>
#include<queue>
using namespace std;
int main(){
    
    
    deque<int> dq;
    int a[] = {
    
    0, 1, 2};

    dq.assign(5, 3); // n * val
    for(auto it = dq.begin(); it != dq.end(); it ++ ){
    
    
        cout << *it << ' '; // 3 3 3 3 3
    }
    cout << '\n';

    dq.assign(a, a + 3); // 初始位置， 结束位置
    for(auto it = dq.begin(); it != dq.end(); it ++ ){
    
    
        cout << *it << ' '; // 0 1 2
    }
}

 push_back()，pop_back() —— 队尾增加，删除元素
 push_front()，pop_front() —— 队头增加，删除元素

#include<iostream>
#include<queue>
using namespace std;
int main(){
    
    
    deque<int> dq;
    for(int i = 0; i < 3; i ++ ){
    
    
        dq.push_back(i);
    }
    dq.pop_back();

    for(int i = 0; i < dq.size(); i ++ ){
    
    
        cout << dq[i] << ' ';
    } // 输出: 0 1
}

 deque.insert(position_iterator, val) —— 向指定位置插入一个值为val元素
 deque.insert(position_iterator, n, val) —— 向指定位置插入n个值为val元素
 deque.insert(position_iterator, first_iterator, end_iterator) —— 向指定位置插入[first, end)范围内元素
 deque.erase(position_iterator) —— 删除指定位置元素
 deque.erasse(first_iterator, end_iterator) —— 删除[first, end)范围内元素

#include<iostream>
#include<queue>
using namespace std;
int main(){
    
    
    deque<int> dq;
    int a[] = {
    
    100, 10};

    dq.assign(1, 1);
    dq.insert(dq.begin(), 0);
    for(auto it = dq.begin(); it != dq.end(); it ++ ){
    
    
        cout << *it << ' ';
    } // 输出; 0 1
    cout << '\n';

    dq.insert(dq.begin(), 2, 2);
    for(auto it = dq.begin(); it != dq.end(); it ++ ){
    
    
        cout << *it << ' ';
    } // 输出; 2 2 0 1
    cout << '\n';

    dq.insert(dq.begin(), a, a + 2);
    for(auto it = dq.begin(); it != dq.end(); it ++ ){
    
    
        cout << *it << ' ';
    } // 输出; 100 10 2 2 0 1
    cout << '\n';

    dq.erase(dq.begin() + 1);
    for(auto it = dq.begin(); it != dq.end(); it ++ ){
    
    
        cout << *it << ' ';
    } // 输出; 100 2 2 0 1
    cout << '\n';

    dq.erase(dq.begin(), dq.begin() + 3);
    for(auto it = dq.begin(); it != dq.end(); it ++ ){
    
    
        cout << *it << ' ';
    } // 输出; 0 1
    cout << '\n';
}

 deque.clear() —— 清空容器内所有元素
 deque.swap() —— 交换双端队列容器内部元素

#include<iostream>
#include<queue>
using namespace std;
int main(){
    
    
    deque<int> dq, dq2;
    int a[] = {
    
    1, 2, 3, 4, 5};
    dq.assign(a, a + 5);

    swap(dq, dq2);
    cout << dq.size() << endl; // 输出： 0
    for(auto it = dq2.begin(); it != dq2.end(); it ++ ){
    
    
        cout << *it << ' ';
    } // 输出; 1 2 3 4 5
    cout << '\n';

    dq2.clear();
    cout << dq2.size() << endl; // 输出; 0
}