浅谈C++|STL之deque篇

news2024/11/18 5:53:51

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一.deque基本概念

功能:

  • 双端数组,可以对头端插入删除操作

deque与vector区别:

  • vector对于头部的插入删除效率低,数据量越大,效率越低
  • deque相对而言,对头部的插入删除速度回比vector快
  • vector访问元素时的速度会比deque快,这和两者内部实现有关

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deque内部工作原理

deque内部有个中控器,维护每段缓冲区中的内容,缓冲区中存放真实数据中控器维护的是每个缓冲区的地址,使得使用deque时像—片连续的内存空间

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. deque容器的迭代器也是支持随机访问的
. deque可以看成链表+vector

二.deque的构造函数

在 C++ 中,std::deque是一种双端队列容器,可以在两端进行高效地插入和删除操作。std::deque 的构造函数有以下几种形式:

  1. 默认构造函数:

    std::deque<T> deque;
    

    创建一个空的双端队列。

  2. 带有大小参数的构造函数:

    std::deque<T> deque(size);
    

    创建一个包含 size 个元素的双端队列,各元素都是默认构造的。

  3. 带有大小和初始值参数的构造函数:

    std::deque<T> deque(size, value);
    

    创建一个包含 size 个元素的双端队列,各元素都被初始化为 value

  4. 区间构造函数:

    std::deque<T> deque(first, last);
    

    创建一个双端队列,其中包含了序列 [first, last) 中的所有元素。

  5. 拷贝构造函数:

    std::deque<T> deque(otherDeque);
    

    创建一个新的双端队列,并用 otherDeque 中的元素进行初始化。

这些构造函数可以根据需要选择使用,根据提供的参数不同,可以创建不同大小、不同初始化值的双端队列。

构造函数描述
std::deque<T> deque;默认构造函数,创建一个空的双端队列。
std::deque<T> deque(size);带有大小参数的构造函数,创建一个包含 size 个默认构造元素的双端队列。
std::deque<T> deque(size, value);带有大小和初始值参数的构造函数,创建一个包含 size 个初始值为 value 的元素的双端队列。
std::deque<T> deque(first, last);区间构造函数,创建一个包含范围 [first, last) 中的元素的双端队列。
std::deque<T> deque(otherDeque);拷贝构造函数,创建一个新的双端队列,并用 otherDeque 中的元素进行初始化。

注意,上述 T 表示模板参数,实际使用时需要根据具体的类型进行替换。构造函数的使用取决于你需要的功能和参数。

三.deque赋值操作

函数名函数原型描述
assign()void assign(size_type count, const T& value);将deque的内容设置为count个value
void assign(InputIterator first, InputIterator last);将deque的内容设置为从[first, last)范围内的元素
operator=deque& operator=(const deque& other);将一个deque的内容替换为另一个deque的内容

以上是deque的赋值操作函数的常用原型。根据具体的需求选择合适的函数进行使用。

四.deque的大小操作

函数名函数原型描述
empty()bool empty() const;检查deque是否为空
size()size_type size() const;返回deque中元素的个数
resize()void resize(size_type count);改变deque的大小,使其包含count个元素,多余的元素将被删除
void resize(size_type count, const T& value);改变deque的大小,使其包含count个元素,多余的元素使用value进行填充

五.deque的插入和删除操作

在C++中,deque(双端队列)提供了多种插入和删除操作的方法。下面是deque常用的插入和删除操作函数的示例:

  1. 在末尾插入元素:

    • push_back():在deque的末尾插入一个元素。
    • 示例代码:
      std::deque<int> myDeque;
      myDeque.push_back(10);
      
  2. 在开头插入元素:

    • push_front():在deque的开头插入一个元素。
    • 示例代码:
      std::deque<int> myDeque;
      myDeque.push_front(20);
      
  3. 在指定位置插入元素:

    • insert():在指定位置插入一个或多个元素。
      • 原型1:iterator insert (iterator position, const value_type& val);:在指定位置插入一个元素。
      • 原型2:void insert (iterator position, size_type n, const value_type& val);:在指定位置插入由n个相同值构成的元素。
    • 示例代码:
      std::deque<int> myDeque = {1, 2, 3};
      auto it = myDeque.begin();
      myDeque.insert(it, 5);      // 在开头插入 5
      myDeque.insert(it + 2, 7);  // 在第二个位置插入 7
      myDeque.insert(it + 4, 3, 9); // 在第四个位置插入三个 9
      
  4. 删除末尾的元素:

    • pop_back():删除deque的末尾元素。
    • 示例代码:
      std::deque<int> myDeque = {1, 2, 3};
      myDeque.pop_back();
      
  5. 删除开头的元素:

    • pop_front():删除deque的开头元素。
    • 示例代码:
      std::deque<int> myDeque = {1, 2, 3};
      myDeque.pop_front();
      
  6. 删除指定位置的元素:

    • erase():删除指定位置的一个或多个元素。
      • 原型1:iterator erase (iterator position);:删除指定位置的一个元素。
      • 原型2:iterator erase (iterator first, iterator last);:删除指定范围内的元素。
    • 示例代码:
      std::deque<int> myDeque = {1, 2, 3, 4, 5};
      auto it = myDeque.begin() + 2;  // 删除第三个元素
      myDeque.erase(it);
      
操作函数函数原型描述
push_back()void push_back(const T& value);在deque的末尾插入一个元素
push_front()void push_front(const T& value);在deque的开头插入一个元素
insert()iterator insert(iterator position, const T& value);在指定位置插入一个元素
void insert(iterator position, size_type count, const T& value);在指定位置插入由count个相同值构成的元素
iterator insert(iterator position, InputIterator first, InputIterator last);在指定位置插入从[first, last)范围内的元素,返回指向第一个插入元素的迭代器
pop_back()void pop_back();删除deque的末尾元素
pop_front()void pop_front();删除deque的开头元素
erase()iterator erase(iterator position);删除指定位置的一个元素
iterator erase(iterator first, iterator last);删除指定范围内的元素
clear()void clear();清空deque的所有元素

六. deque的数据存取

下面是将deque的索引和访问操作整理成表格:

索引/访问操作语法描述
at()reference at(size_type pos);返回指定位置上的元素的引用;如果越界,则抛出out_of_range异常
[]reference operator[](size_type pos);返回指定位置上的元素的引用;不进行越界检查
front()reference front();返回deque的第一个元素的引用
back()reference back();返回deque的最后一个元素的引用

使用这些操作函数,您可以根据索引访问deque中的元素,也可以直接访问前端和后端的元素。请注意,在使用[]操作符时,需要自己确保不会越界访问。根据具体需求,选择适合的操作方法来获取和访问deque中的元素。

七.函数接口

好的,补充完整的表格如下:

函数接口描述
push_back(x)在队列的尾部添加元素 x
push_front(x)在队列的头部添加元素 x
pop_back()移除队列尾部的元素
pop_front()移除队列头部的元素
size()返回队列中的元素个数
empty()判断队列是否为空,如果为空则返回 true,不为空则返回 false
clear()清空队列中的所有元素
at(pos)访问指定位置的元素
operator[]访问指定位置的元素
front()获取队列头部的元素
back()获取队列尾部的元素
begin()返回指向队列开头的迭代器
end()返回指向队列末尾(最后一个元素的下一个位置)的迭代器
rbegin()返回指向队列末尾的逆向迭代器(反向开始遍历)
rend()返回指向队列开头的逆向迭代器(反向结束遍历,相当于正向的末尾元素的下一个位置)
assign(iter_first, iter_last)将迭代器范围内的元素赋值给deque
assign(n, value)将deque中的元素数量修改为n,所有元素都设置为value
insert(pos, value)在pos位置插入单个元素
insert(pos, n, value)在pos位置插入n个值为value的元素
insert(pos, iter_first, iter_last)在pos位置插入迭代器范围内的元素
erase(pos)移除pos位置上的元素
erase(iter_first, iter_last)移除迭代器范围内的元素
swap(deque2)交换两个deque的内容
resize(num)修改deque中的元素数量,若num小于当前数量,会删除多余的元素
resize(num, value)修改deque中的元素数量,若num小于当前数量,会删除多余的元素,并将新增的元素赋值为value

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