C++高级学习：第六节-deque容器

Cpp入门到精通 2024-02-28

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c++高级学习

第六节 deque容器

deque容器是双端队列容器，它允许在两端快速插入和删除元素。

与上节所学的vector容器相比较，他们有以下区别：

1.内部实现：

vector容器使用动态数组实现，元素在内存中是连续存储的，支持快速的随机访问。deque容器使用块状结构实现。它由多个块组成，每个块都是一个独立的数组，支持在两端快速插入和删除。

2.内存分配：

vector 在内存上的布局更加紧凑，因为它使用单个动态数组。而deque容器由于使用了块状结构，其内存布局可能相对分散，每个块独立分配内存。

3.随机访问：

vector容器支持高效的随机访问，因为元素在内存中是连续存储的。同样的，deque容器也支持随机访问，但相对于vector，其性能可能稍逊一筹，因为需要在块之间进行跳跃。

4.两端操作：

deque容器允许在两端进行高效的插入和删除操作。通过push_front和pop_front在前端进行操作，通过push_back和pop_back在后端进行操作。而vector容器在尾部进行操作效率很高，但在头部进行插入或删除可能较慢，因为需要移动大量元素。

5.内存大小：

vector容器通常占用的内存空间较少，因为它没有额外的块间指针。而deque容器可能会占用更多的内存，因为每个块都需要额外的指针来连接。

了解了deque容器的特点后，我们再看一些deque容器的相关操作：

1.包含头文件：

#include<deque>

2.插入与删除元素：

在deque容器中，我们可以使用下面方式去插入或删除元素：

push_front()在双端队列的头部插入元素。

pop_front()移除双端队列头部的元素。

push_back()在双端队列的尾部插入元素。

pop_back()移除双端队列尾部的元素。

#include<iostream>
using namespace std;
#include<deque>
void print( deque<int> d) {
  for (deque<int>::iterator it = d.begin(); it != d.end(); it++)
  {
    cout << *it << " ";
  }
  cout << endl;
}
int main() {
  deque<int>d1;
  d1.push_back(10);
  d1.push_back(20);
  cout << "尾插两个元素后:";
  print(d1);
  d1.push_front(30);
  d1.push_front(40);
  cout << "头插两个元素后:";
  print(d1);
  d1.pop_back();
  cout << "尾删一个元素后:";
  print(d1);
  d1.pop_front();
  cout << "头删一个元素后:";
  print(d1);
  system("pause");
  return 0;
}

结果如下：

尾插两个元素后:10 20
头插两个元素后:40 30 10 20
尾删一个元素后:40 30 10
头删一个元素后:30 10

我们还可以使用insert()在指定位置插入元素：

deque<int>d1;
  d1.push_back(10);
  d1.push_back(20);
  d1.push_front(30);
  d1.push_front(40);
  print(d1);
  //在首元素之前插入两个99
  d1.insert(d1.begin(), 2, 99);
  print(d1);
  //在第一个元素后插入一个66
  d1.insert(d1.begin() + 1, 66);
  print(d1);
  //在尾元素后插入一个200
  d1.insert(d1.end(),  200);
  print(d1);

结果如下：

40 30 10 20
99 99 40 30 10 20
99 66 99 40 30 10 20
99 66 99 40 30 10 20 200

同理，erase()也是类似vector的操作，这里就不做一一演示，读者可以自己尝试操作一下。

我们还可以把一个容器中的元素插入到另一个容器中;

deque<int>d1 = { 10,20,30,40 };
  print(d1);
  //创建d2容器，内容为5个10
  deque<int>d2(5,10);
  print(d2);
  //把d1的首元素到尾元素插入到d2的begin位置
  d2.insert(d2.begin(), d1.begin(), d1.end());
  print(d2);

结果如下：

10 20 30 40
10 10 10 10 10
10 20 30 40 10 10 10 10 10

3.assign赋值操作：

assign(beg,end)把beg到end的元素赋值给容器。

assign(n,elem)把n个elem赋值给容器。

deque<int>d1 = { 10,20,30,40 };
  print(d1);
  deque<int>d2;
  d2.assign(5, 100);
  print(d2);
  d2.assign(d1.begin(), d1.end());
  print(d2);

结果如下：

10 20 30 40
100 100 100 100 100
10 20 30 40

4.访问元素：

使用下标或at操作符，与vector操作相同。

deque<int>d1;
  d1.push_back(10);
  d1.push_back(20);
  d1.push_front(30);
  d1.push_front(40);
  print(d1);
  cout << "第2个元素为：" << d1[1] << endl;
  cout << "第3个元素为：" << d1.at(2) << endl;

结果如下：

40 30 10 20
第2个元素为：30
第3个元素为：10

5.容量操作：

size()返回双端队列中的元素数量，deque容器没有capacity的概念。

empty()检查双端队列是否为空。

clear()移除双端队列中的所有元素。

deque<int>d1;
  d1.push_back(10);
  d1.push_back(20);
  d1.push_front(30);
  d1.push_front(40);
  print(d1);
  cout << "d1的大小为：" << d1.size() << endl;
  cout << (d1.empty() ? "d1为空" : "d1不为空") << endl;
  d1.clear();
  print(d1);

结果如下：

40 30 10 20
d1的大小为：4
d1不为空

deque容器和vector容器在许多功能上是相似的。读者可以尝试练习一下。总的来说，vector是一个在随机访问、插入和删除操作方面更加灵活的容器，而deque则更适合在两端进行高效的插入和删除操作。在实际操作中按照需求去使用容器即可。

deque容器的讲解到此结束，感谢观看！欢迎各位的点赞与关注！您的点赞和关注是我学习更新的动力！有问题可在后台留言。

END

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c++vector 容器

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