【转载】[C++ STL] deque使用详解

2023-08-13 21:04:28

转载自 https://www.cnblogs.com/linuxAndMcu/p/10260124.html

一、概述

deque（双端队列）是由一段一段的定量连续空间构成，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、定义及初始化

使用之前必须加相应容器的头文件：

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

定义的实现代码如下：

// 定义一个int类型的双端队列a
std::deque<int> a;

// 定义一个int类型的双端队列a，并设置初始大小为10
std::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且初始值都为1
std::deque<int> a(10, 1);

// 定义并用双端队列a初始化双端队列b
std::deque<int> b(a);

// 将双端队列a中从第0个到第2个(共3个)作为双端队列b的初始值
std::deque<int> b(a.begin(), a.begin()+3);

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 };

// 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。
std::deque<int> a(n, n + 5);

// 将n[1]、n[2]、n[3]作为双端队列a的初值
std::deque<int> a(&n[1], &n[4]);

三、基本操作函数

3.1 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 <iostream>
#include <deque>

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

    std::cout << deq.size() << std::endl; // 输出：6
    std::cout << deq.max_size() << std::endl; // 输出：1073741823
    deq.resize(0); // 更改元素大小
    std::cout << deq.size() << std::endl; // 输出：0
    if (deq.empty())
        std::cout << "元素为空" << std::endl; // 输出：元素为空

    return 0;
}

3.2 添加函数

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, iterator first, iterator last)

#include <iostream>
#include <deque>
#include <iterator>

int main(int argc, char const* argv[]) {
    std::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
    std::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());

    // 遍历显示
    for (it = deq.begin(); it != deq.end(); it++)
        std::cout << *it << " "; // 输出：8 9 9 9 2 4 5
    std::cout << std::endl;

    return 0;
}

3.3 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 <iostream>
#include <deque>
#include <iterator>

int main(int argc, char* argv[]) {
    std::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
    std::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);

    // 遍历显示
    for (it = deq.begin(); it != deq.end(); it++)
        std::cout << *it << " ";
    std::cout << std::endl;

    // 清空所有元素
    deq.clear();

    // 遍历显示
    for (it = deq.begin(); it != deq.end(); it++)
        std::cout << *it << " "; // 输出：3 4 5 6
    std::cout << std::endl;

    return 0;
}

3.4 访问函数

下标访问：deq[1] // 并不会检查是否越界
at 方法访问：deq.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：deq.front()
访问最后一个元素：deq.back()

#include <iostream>
#include <deque>

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

    // 下标访问
    std::cout << deq[0] << std::endl; // 输出：0

    // at方法访问
    std::cout << deq.at(0) << std::endl; // 输出：0

    // 访问第一个元素
    std::cout << deq.front() << std::endl; // 输出：0

    // 访问最后一个元素
    std::cout << deq.back() << std::endl; // 输出：5

    return 0;
}

3.5 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 <iostream>
#include <deque>

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

    // 交换两个容器的元素
    deq.swap(deq2);

    // 遍历显示
    std::cout << "deq: ";
    for (int i = 0; i < deq.size(); i++)
        std::cout << deq[i] << " "; // 输出：2 2 2
    std::cout << std::endl;

    // 遍历显示
    std::cout << "deq2: ";
    for (int i = 0; i < deq2.size(); i++)
        std::cout << deq2[i] << " "; // 输出：1 1 1
    std::cout << std::endl;

    return 0;
}

四、迭代器与算法

4.1 迭代器

开始迭代器指针：deq.begin()

末尾迭代器指针：deq.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：deq.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：deq.cend()

反向迭代器指针，指向最后一个元素：deq.rbegin()

反向迭代器指针，指向第一个元素的前一个元素：deq.rend()
#include <iostream>
#include <deque>

int main(int argc, char const* argv[]) {
    std::deque<int> deq;
    deq.push_back(1);
    deq.push_back(2);
    deq.push_back(3);

    std::cout << *(deq.begin()) << std::endl; // 输出：1
    std::cout << *(--deq.end()) << std::endl; // 输出：3
    std::cout << *(deq.cbegin()) << std::endl; // 输出：1
    std::cout << *(--deq.cend()) << std::endl; // 输出：3
    std::cout << *(deq.rbegin()) << std::endl; // 输出：3
    std::cout << *(--deq.rend()) << std::endl; // 输出：1
    std::cout << std::endl;

    return 0;
}
4.2 算法

遍历元素
std::deque<int>::iterator it;
for (it = deq.begin(); it != deq.end(); it++)
    std::cout << *it << std::endl;

// 或者
for (int i = 0; i < deq.size(); i++) {
    std::cout << deq.at(i) << std::endl;
}
元素翻转
#include <algorithm>

reverse(deq.begin(), deq.end());
元素排序
#include <algorithm>

std::sort(deq.begin(), deq.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;
}

std::sort(deq.begin(), deq.end(), Comp);

五、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() 函数，而 vector 有；

deque 有 push_front() 和 pop_front() 函数，而 vector 没有；

deque 没有 data() 函数，而 vector 有。

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