1. deque的简单介绍

在前面已经介绍过，stack和queue这两个容器适配器，是由deque这个容器封装的。现在我们就需要先学习deque这个新容器。

1.1 deque的原理介绍

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deque(双端队列)：是一种双开口的"连续"空间的数据结构。双开口的含义是：可以在头尾两端进行插入和删除操作，且时间复杂度为O(1)，与vector比较，头插效率高，不需要搬移元素；与list比较，空间利用率比较高。
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deque并不是真正连续的空间，而是由一段段连续的小空间拼接而成的，实际deque类似于一个动态的二维数组。
其底层结构如下图所示：

双端队列底层是一段假象的连续空间，实际是分段连续的。在这里我们假设每一段空间是10个，如果我们想在尾部插入就这样：
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在头部插入是这样：

在头部和尾部都有一个指针指向。那么，在这里我们是如何管理这些空间的呢？

其实是由一个指针数组来控制，每次当一个buffer(存储数据的空间)满了的时，扩容时，就会在指针数组里添加一个地址。后面扩的就在指针数组的后面添加，前面扩的就在指针数组前面添加。
当指针数组满了的时候，指针数组继续扩容：
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但扩容的代价很少。

为了维护其“整体连续”以及随机访问的假象，落在了deque的迭代器身上，因此deque的迭代器设计就比较复杂，如下图所示：
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1.2 deque的优缺点

优点：
与vector比较，deque的优势是：头部插入和删除时，不需要搬移元素，效率特别高，在扩容时，不会浪费太多的空间，也不需要搬移大量数据。
与list比较，支持随机访问，CPU高速缓存命中低。

缺点：
1.中间插入删除效率不行
2.虽然支持随机访问，但是效率比vector还是有差距的
3.不适合遍历，因为在遍历时，deque的迭代器要频繁的去检测其是否移动到某段小空间的边界，导致效率低下。

因此在实际中，需要线性结构时，大多数情况下优先考虑vector和list，deque的应用并不多，而目前能看到的一个应用就是，STL用其作为stack和queue的底层数据结构。

1.3 为什么选择deque作为底层默认容器

stack是一种后进先出的特殊线性数据结构，因此只要具有push_back()和pop_back()操作的线性结构，都可以作为stack的底层容器，比如vector和list都可以；queue是先进先出的特殊线性数据结构，只要具有push_back和pop_front操作的线性结构，都可以作为queue的底层容器，比如list。但是STL中对stack和queue默认选择deque作为其底层容器，主要是因为：
1. stack和queue不需要遍历(因此stack和queue没有迭代器)，只需要在固定的一端或者两端进行操作。
2. 在stack中元素增长时，deque比vector的效率高(扩容时不需要搬移大量数据)；queue中的元素增长时，deque不仅效率高，而且内存使用率高。
所以，如果遇到大量的头尾插入删除，偶尔随机访问时，我们可以使用deque。