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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(); // 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(, ); // 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()+);

除此之外,还可以直接使用数组来初始化向量:

int n[] = { , , , ,  };

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

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 = ; i<; ++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(); // 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 ;
}

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

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 = ; i < ; 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()+); // 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 ;
}

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 = ; i < ; i++)
deq.push_back(i); // 下标访问
std::cout << deq[] << std::endl; // 输出:0 // at方法访问
std::cout << deq.at() << 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 ;
}

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(, );
deque<int> deq2;
deq2.assign(, ); // 交换两个容器的元素
deq.swap(deq2); // 遍历显示
std::cout << "deq: ";
for (int i = ; 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 = ; i < deq2.size(); i++)
std::cout << deq2[i] << " "; // 输出:1 1 1
std::cout << std::endl; return ;
}

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();
deq.push_back();
deq.push_back(); 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 ;
}

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

std::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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