[C++ STL] deque使用详解

一、deque介绍：

deque（双端队列）是一个动态数组，可以向两端发展，因此不论在尾部或头部安插元素都十分迅速。 在中间部分安插元素则比较费时，因为必须移动其它元素。

二、用法

1、头文件

#include <deque>
//deque属于std命名域的，因此需要通过命名限定，例如using std::deque;

2、定义及初始化

deque<int> a; //定义一个int类型的双端队列a
deque<int> a(10); //定义一个int类型的双端队列a，并设置初始大小为10
deque<int> a(10, 1); //定义一个int类型的双端队列a，并设置初始大小为10且初始值都为1
deque<int> b(a); //定义并用向量a初始化双端队列b
deque<int> b(a.begin(), a.begin()+3); //将a向量中从第0个到第2个(共3个)作为向量b的初始值

除此之外，还可以直接使用数组来初始化向量：

int n[] = { 1, 2, 3, 4, 5 };
deque<int> a(n, n + 5);              //将数组n的前5个元素作为双端队列a的初值
//说明：当然不包括arr[4]元素，末尾指针都是指结束元素的下一个元素，
//这个主要是为了和deque.end()指针统一。
deque<int> a(&n[1], &n[4]);        //将n[1]、n[2]、n[3]作为双端队列a的初值

3、基本操作

(1) 容量函数

• 容器大小： deq.size();
• 容器最大容量： deq.max_size();
• 更改容器大小： deq.resize();
• 容器判空： deq.empty();
• 减少容器大小到满足元素所占存储空间的大小： deq.shrink_to_fit();

#include "stdafx.h"
#include <iostream>
#include <deque>

using namespace std;

int main(int argc, char* argv[])
{
    deque<int> deq;
    for (int i = 0; i<6; i++)
    {
        deq.push_back(i);
    }

    cout << "元素大小： " << deq.size() << endl;
    cout << "元素最大容量： " << deq.max_size() << endl;
    deq.resize(0); //更改元素大小
    cout << "元素大小： " << deq.size() << endl;
    if (deq.empty())
        cout << "元素为空" << endl;

    return 0;
}

/*
元素大小： 6
元素最大容量： 1073741823
元素大小： 0
元素为空
*/

(2) 增加函数

• 头部添加元素：deq.push_front(const T& x);
• 末尾添加元素： deq.push_back(const T& x);
• 任意位置插入一个元素： deq.insert(iterator it, const T& x);
• 任意位置插入n个相同元素： deq.insert(iterator it, int n, const T& x);
• 插入另一个向量的[forst,last]间的数据： deq.insert(iterator it, const iterator first, const iterator last);

#include "stdafx.h"
#include <iostream>
#include <deque>

using namespace std;

int main(int argc, char* argv[])
{
    deque<int> deq;

    //头部增加元素
    deq.push_front(4);
    //末尾添加元素
    deq.push_back(5);
    //任意位置插入一个元素
    deque<int>::iterator it = deq.begin();
    deq.insert(it, 2);
    //任意位置插入n个相同元素
    it = deq.begin(); //必须要有这句
    deq.insert(it, 3, 9);
    //插入另一个向量的[forst,last]间的数据
    deque<int> deq2(5,8);
    it = deq.begin(); //必须要有这句
    deq.insert(it, deq2.end() - 1, deq2.end());

    //display deq
    cout << "deq: ";
    for (it = deq.begin(); it != deq.end(); it++)
        cout << *it << " ";
    cout << endl;

    return 0;
}

/*
deq: 8 9 9 9 2 4 5
*/

(3) 删除函数

• 头部删除元素：deq.pop_front();
• 末尾删除元素： deq.pop_back();
• 任意位置删除一个元素： deq.erase(iterator it);
• 删除[first,last]之间的元素： deq.erase(iterator first, iterator last);
• 清空所有元素： deq.clear();

#include "stdafx.h"
#include <iostream>
#include <deque>

using namespace std;

int main(int argc, char* argv[])
{
    deque<int> deq;
    for (int i = 0; i < 8; i++)
        deq.push_back(i);

    //头部删除元素
    deq.pop_front();
    //末尾删除元素
    deq.pop_back();
    //任意位置删除一个元素
    deque<int>::iterator it = deq.begin();
    deq.erase(it);
    //删除[first,last]之间的元素
    deq.erase(deq.begin(), deq.begin()+1);

    //display deq
    cout << "deq: ";
    for (it = deq.begin(); it != deq.end(); it++)
        cout << *it << " ";
    cout << endl;

    //清空所有元素
    deq.clear();

    //clear, display deq
    cout << "clear,deq: ";
    for (it = deq.begin(); it != deq.end(); it++)
        cout << *it << " ";
    cout << endl;

    return 0;
}

/*
deq: 3 4 5 6
clear,deq:
*/

(4) 迭代器

• 开始迭代器指针：vec.begin();
• 末尾迭代器指针：vec.end(); //指向最后一个元素的下一个位置
• 指向常量的开始迭代器指针： vec.cbegin(); //意思就是不能通过这个指针来修改所指的内容，但还是可以通过其他方式修改的，而且指针也是可以移动的。
• 指向常量的末尾迭代器指针： vec.cend();
• 反向迭代器指针，指向最后一个元素： rbegin();
• 反向迭代器指针，指向第一个元素的前一个元素： rend();

#include "stdafx.h"
#include <iostream>
#include <vector>

using namespace std;

int main(int argc, char* argv[])
{
    vector<int> vec;
    vec.push_back(1);
    vec.push_back(2);
    vec.push_back(3);

    cout << "*(vec.begin()): " << *(vec.begin()) << endl;
    cout << "*(vec.end()): " << *(--vec.end()) << endl;
    cout << "*(vec.cbegin()): " << *(vec.cbegin()) << endl;
    cout << "*(vec.cend()): " << *(--vec.cend()) << endl;
    cout << "*(vec.rbegin()): " << *(vec.rbegin()) << endl;
    cout << "*(vec.rend()): " << *(--vec.rend()) << endl;
    cout << endl;

    return 0;
}

/*
*(vec.begin()): 1
*(vec.end()): 3
*(vec.cbegin()): 1
*(vec.cend()): 3
*(vec.rbegin()): 3
*(vec.rend()): 1
*/

(5) 访问函数

• 下标访问： vec[1]; //并不会检查是否越界
• at方法访问： vec.at(1); //以上两者的区别就是at会检查是否越界，是则抛出out of range异常
• 访问第一个元素： vec.front();
• 访问最后一个元素： vec.back();
• 返回一个指针： int* p = vec.data(); //可行的原因在于vector在内存中就是一个连续存储的数组，所以可以返回一个指针指向这个数组。这是是C++11的特性。

#include "stdafx.h"
#include <iostream>
#include <vector>

using namespace std;

int main(int argc, char* argv[])
{
    vector<int> vec;
    for (int i = 0; i < 6; i++)
        vec.push_back(i);

    //下标访问
    cout << "下标访问: " << vec[0] << endl;
    //at方法访问
    cout << "at方法访问: " << vec.at(0) << endl;
    //访问第一个元素
    cout << "访问第一个元素: " << vec.front() << endl;
    //访问最后一个元素
    cout << "访问最后一个元素: " << vec.back() << endl;
    //返回一个指针
    int *p = vec.data();
    cout << "指针指向元素: " << *p <<endl;

    return 0;
}

/*
下标访问: 0
at方法访问: 0
访问第一个元素: 0
访问最后一个元素: 5
指针指向元素: 0
*/

(6) 其他函数

• 多个元素赋值： deq.assign(int nSize, const T& x); //类似于初始化时用数组进行赋值
• 交换两个同类型容器的元素： swap(deque&);

#include "stdafx.h"
#include <iostream>
#include <deque>

using namespace std;

int main(int argc, char* argv[])
{
    //多个元素赋值
    deque<int> deq;
    deq.assign(3,1);
    deque<int> deq2;
    deq2.assign(3, 2);

    //交换两个容器的元素
    swap(deq,deq2);

    //display deq
    cout << "deq: ";
    for (int i = 0; i < deq.size(); i++)
        cout << deq[i] << " ";
    cout << endl;

    //display deq2
    cout << "deq2: ";
    for (int i = 0; i < deq2.size(); i++)
        cout << deq2[i] << " ";
    cout << endl;

    return 0;
}

/*
deq: 2 2 2
deq2: 1 1 1
*/

(7) 算法

• 遍历元素

vector<int>::iterator it;
for (it = vec.begin(); it != vec.end(); it++)
    cout << *it << endl;
//或者
for (int i = 0; i < vec.size(); i++) {
    cout << vec.at(i) << endl;
}

• 元素翻转

#include <algorithm>
reverse(vec.begin(), vec.end());

• 元素排序

#include <algorithm>
sort(vec.begin(), vec.end()); //采用的是从小到大的排序
//如果想从大到小排序，可以采用先排序后反转的方式，也可以采用下面方法:
//自定义从大到小的比较器，用来改变排序方式
bool Comp(const int& a, const int& b) {
    return a > b;
}
sort(vec.begin(), vec.end(), Comp);

三、总结

可以看到，deque 与 vector 的用法基本一致，除了以下几处不同：

• deque没有capacity()这个成语函数，而vector有。

参考文献：

longshengguoji-CSDN博客