目录

一、Deque的引入

二、Deque是什么？

三、deque的遍历方式？deque的缺陷？

四、它为什么能更贴合与stack与queue？

五、STL中vector与list的底层实现

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一、Deque的引入

 Stack、Queue在之前的博客中我也是分别使用了更容易处理的vector和list来实现。

栈是一种先进后出，只能基于一端（栈顶元素）来进行元素访问、修改即各项操作，栈的各项操作使用vector中的一部分接口可以完整的封装起来，将vector中更倾向于stack的一些接口以栈的接口形式给用户呈现出来。例如push、pop均可以使用vector中的push_back、pop_back来进行封装。但是vector的缺陷也比较严重，就是如果插入、删除元素的时候就要进行大量的搬移元素操作。

队列是一种先进先出的数据结构，只能从尾部（队尾）进行插入元素，访问、检索、删除只能从头部（队头）来进行操作，而list链表结构头删尾插功能更加贴合了这一特性。然而list的离散式存储很容易造成内存碎片，空间利用率比较低。

上方的栈和队列都是基于一种容器来进行封装实现，将更贴合于用户需求的接口呈现出来，我们把这种容器成为容器适配器。

而在STL中的栈和队列却是基于一种叫做Deque的容器来进行封装。Deque究竟具有什么功能结构？Deque的实现原理是什么？它为什么能更贴合与stack与queue？

二、Deque是什么？

deque（双端队列）是一种双开口的“连续”的数据结构，可以在其头尾两端进行插入与删除操作，并且时间复杂度都为O(1)，它相比于vector不用进行大量的元素搬移，相比于list空间利用率更高。

deque并不是真正连续的一段空间，而是由一段段连续的小空间拼接而成的。

基本原理：新建一块数组，将数组的地址(0x234)存入map中控器中，在数组中尾插的时候就在该块数组中进行尾插，当将这块数组空间存储满了之后，就开辟一块新的数组空间，并将该数组的地址(0x456)放入之前数组的下一个位置,然后在进行尾插。

当头插时，创建一块新数组，并把新数组的地址（0x123）放入map中0x234的上一块位置。然后在新数组的尾部进行插入。

 当map满载之后，将map进行扩容，开辟新空间，拷贝元素，使用新空间，这里的map中存放都是一个个的地址，数组拷贝起来也比较容易。

我的一个小疑问，为什么不使用链表来存储这些数组的地址而是用数组来进行存储呢？

首先，存放的数据是一片片的地址，扩容拷贝时也比较容易，然而使用链表来进行存放地址，链表是使用一块块小的结点来进行存储，这无疑降低了内存的使用率

三、deque的遍历方式？deque的缺陷？

void test()
{
    deque<int> q = {1,2,3,4,5,6,7};
    auto it = q.begin();
    while(it != q.end())
         cout<<*it<<" ";
    cout<<endl;
}

诸如vector、list都能实现下方类似的代码进行遍历访问，那么deque如何进行迭代器访问，上面的deque原理中一块块数组的地址通过中控器map来进行存储，然而在deque的内部迭代器上有着这样的结构：

 iterator中有这cur、first、last、node这几个指针，前三个指针就类似于组成一个vector结构，而node结点就描述了该块数组在map中的存储位置情况。

对于一整块deque的遍历来说，就是从第一个存储空间的第一个frist开始，直到最后一个存储空间的last位置，中途要进行不断的判断，deque的迭代器要不断的进行检测其是否移动到了某段空间的末尾位置，导致效率低下,这也正是deque的致命缺陷

四、它为什么能更贴合与stack与queue？

stack为先进后出结构，所有具有push_back和pop_back的容器都可以作为底层默认容器，比如list，vector。

queue为先进先出结构，所有具有push_back和pop_front的容器都可以作为底层默认容器，比如list。

然而STL库中使用deque作为底层模板容器的原因：

1、deque所有的头删头插尾删尾插的时间复杂度都为O(1)非常的高效，但是致命缺陷就是进行遍历，然而stack与queue根本不需要对元素进行遍历，使用deque作为底层模板容器简直就是取其精华去其糟粕的典型案例。

2、使用vector作为stack的底层模板虽然可以，但是效率低下（插入删除需要对元素进行大量搬移操作），使用deque相比于list作为queue的底层模板更能提高空间利用率。

五、STL中vector与list的底层实现

#include<deque>
namespace bite {
	template<class T, class Con = deque<T>>
	//template<class T, class Con = vector<T>>
	//template<class T, class Con = list<T>>
	class stack {
		public:
			stack() {}
			void push(const T& x) {
				_c.push_back(x);
			}
			void pop() {
				_c.pop_back();
			}
			T& top() {
				return _c.back();
			}
			const T& top()const {
				return _c.back();
			}
			size_t size()const {
				return _c.size();
			}
			bool empty()const {
				return _c.empty();
			}
		private:
			Con _c;
	};
}

#include<deque>
#include <list>
namespace bite {
	template<class T, class Con = deque<T>>
	//template<class T, class Con = list<T>>
	class queue {
		public:
			queue() {}
			void push(const T& x) {
				_c.push_back(x);
			}
			void pop() {
				_c.pop_front();
			}
			T& back() {
				return _c.back();
			}
			const T& back()const {
				return _c.back();
			}
			T& front() {
				return _c.front();
			}
			const T& front()const {
				return _c.front();
			}
			size_t size()const {
				return _c.size();
			}
			bool empty()const {
				return _c.empty();
			}
		private:
			Con _c;
	};
}