目录
1.queue的介绍
2.queue的使用：
3.queue的模拟实现：
4.deque的介绍：
5.deque的函数接口和底层原理：
6.deque的优缺点：
1.queue的介绍
queue的文档内容
- 1. 队列是一种容器适配器，专门用于在FIFO上下文(先进先出)中操作，其中从容器一端插入元素，另一端提取元素。
- 2. 队列作为容器适配器实现，容器适配器即将特定容器类封装作为其底层容器类，queue提供一组特定的成员函数来访问其元素。元素从队尾入队列，从队头出队列。
- 3. 底层容器可以是标准容器类模板之一，也可以是其他专门设计的容器类。该底层容器应至少支持以下操作:
- empty：检测队列是否为空
size：返回队列中有效元素的个数
front：返回队头元素的引用
back：返回队尾元素的引用
push_back：在队列尾部入队列
pop_front：在队列头部出队列- 4. 标准容器类deque和list满足了这些要求。默认情况下，如果没有为queue实例化指定容器类，则使用标准容器deque。
2.queue的使用：
| 函数声明 | 接口说明 |
| queue<> | 构造空的队列 |
| empty() | 检测队列是否为空，是返回true，否则返回false |
| size() | 返回队列中有效元素的个数 |
| front() | 返回队头元素的引用 |
| back() | 返回队尾元素的引用 |
| push() | 在队尾将元素val入队列 |
| pop() | 将队头元素出队列 |
#include <iostream>
#include <queue>
using namespace std;
//queue的使用：
int main()
{
// 构建队列qu
queue<int> qu;
//给队列尾插数据
qu.push(1);
qu.push(2);
qu.push(3);
qu.push(4);
cout << "size: " << qu.size() << endl; //读取队列内元素个数
cout << "队头: " << qu.front() << endl; //查看队头元素
cout << "队尾: " << qu.back() << endl; //查看队尾元素
//循环打印栈
while (!qu.empty())//判空
{
cout << qu.front() << " "; //读取队头顶元素
qu.pop();//删除队头元素
}
return 0;
}3.queue的模拟实现：
#include <iostream>
#include <vector>
#include <list>
using namespace std;
//queue的模拟实现
namespace moyu
{
// 适配器模式/配接器
template<class T, class Container = list<T>>
class queue
{
public:
void push(const T& x)
{
_con.push_back(x);
}
void pop()
{
_con.pop_front();
}
const T& front()
{
return _con.front();
}
const T& back()
{
return _con.back();
}
size_t size()
{
return _con.size();
}
bool empty()
{
return _con.empty();
}
private:
Container _con;
};
void test_queue()
{
queue<int> q;
q.push(1);
q.push(2);
q.push(3);
q.push(4);
while (!q.empty())
{
cout << q.front() << " ";
q.pop();
}
cout << endl;
}
}
int main()
{
moyu::test_queue();
return 0;
}
4.deque的介绍：
点击查看depue的使用文档
- 1.deque是双端队列的不规则首字母缩写
- 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。
- 2.双端队列是具有动态大小的序列容器，可以在两端（前端或后端）进行扩展或收缩。特定的库可能以不同的方式实现deques，通常是某种形式的动态数组。
- 3.在任何情况下，它们都允许通过随机访问迭代器直接访问单个元素，并根据需要通过扩展和收缩容器来自动处理存储。因此，它们提供了类似于vector的功能，但在序列的开头，而不仅仅是结尾，还可以有效地插入和删除元素。
- 4.但是，与vector不同的是，deque不能保证将其所有元素存储在连续的存储位置：通过将指针偏移到另一个元素来访问deque中的元素会导致未定义的行为。
- 5.vector和deque都提供了非常相似的接口，可以用于类似的目的，但在内部，两者的工作方式截然不同：虽然vector使用的是一个偶尔需要重新分配才能增长的阵列，但deque的元素可以分散在不同的存储块中，容器在内部保留必要的信息，以在恒定时间内提供对其任何元素的直接访问，并使用统一的顺序接口（通过迭代器）。
- 6.因此，deques的内部比向量稍微复杂一点，但这使它们在某些情况下能够更有效地生长，尤其是在非常长的序列中，重新定位变得更加昂贵。对于涉及在起始或结束以外的位置频繁插入或删除元素的操作，与列表和前向列表相比，deques的性能更差，迭代器和引用的一致性也更低。
5.deque的函数接口和底层原理：
可以看到deque的接口不仅包含了list的还包含了vector
可以说，deque是list和vector两者的结合
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，
我们来看deque的具体存储形式：
双端队列底层是一段假象的连续空间，实际是分段连续的，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：
6.deque的优缺点：
就可以理解为是vector和list的结合，但是结合之后，弥补了两者的缺陷，但同时弱化了数组与链表的优点。
优缺点：
- 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，而且在扩容时，也不需要搬移大量的元素，因此其效率是必vector高的。
- 与list比较，其底层是连续空间，空间利用率比较高，不需要存储额外字段。
- 但是，deque有一个致命缺陷：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，而序列式场景中，可能需要经常遍历，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
deque一般是作为stack和queue的底层适配容器来用的
- 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。
- 结合了deque的优点，而完美的避开了其缺陷。
