【C++顺序容器】deque的成员函数和非成员函数

news2024/11/27 19:49:29

目录

deque

1. deque的成员函数

1.1 构造、析构和赋值运算符重载

1.1.1 构造函数

1.1.2 析构函数

1.1.3 赋值运算符重载

1.2 迭代器

1.3 容量

1.4 元素访问

1.4.1 遍历方法

1.5 修改器

1.6 空间配置器

2. deque的非成员函数

deque

deque（通常发音为 "deck"）是双端队列的不规则缩写。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）扩展或收缩。

特定的库可能以不同的方式实现deque，通常是某种形式的动态数组。但无论如何，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自动处理存储。

因此，它们提供了与vector类似的功能，但可以在序列的开头（而不仅仅是结尾）有效地插入和删除元素。但是，与vector不同，deque不能保证将所有元素存储在连续的存储位置：通过偏移指向另一个元素的指针来访问deque中的元素会导致未定义的行为。

vector和deque都提供了非常相似的接口，可以用于类似的目的，但两者的内部工作方式截然不同： vector使用的是单个数组，偶尔需要重新分配以满足增长的需要，而deque的元素可以分散在不同的存储块中，容器内部保留了必要的信息，可以在恒定时间内通过统一的顺序接口（通过迭代器）直接访问其中的任何元素。因此，deque的内部结构要比vector复杂一些，但这使得它们在某些情况下能够更有效地增长，特别是在序列很长的情况下，重新分配的代价会更高。

对于在开头或结尾以外的位置频繁插入或移除元素的操作，deque的性能比list和forward_list差，迭代器和引用也不一致。

使用deque类模板要包含deque头文件；deque定义在命名空间std中。

1. deque的成员函数

1.1 构造、析构和赋值运算符重载

1.1.1 构造函数

重载函数功能

default

构造空的deque类对象
fill用n个val来构造
range用迭代器区间[first,last)中的元素顺序构造

copy

构造一个x的拷贝
move移动构造函数
initializer list用初始化列表来构造
#include <iostream>
#include <deque>
#include <string>
using namespace std;

int main()
{
	deque<int> dq1;//default
	for (size_t i = 0; i < dq1.size(); ++i)
	{
		cout << dq1[i] << " ";
	}
	cout << endl;
	//空

	deque<int> dq2(10, 1);//fill
	for (size_t i = 0; i < dq2.size(); ++i)
	{
		cout << dq2[i] << " ";
	}
	cout << endl;
	//1 1 1 1 1 1 1 1 1 1

	string s("hello world");
	deque<char> dq3(s.begin() + 3, --s.end());//range
	for (size_t i = 0; i < dq3.size(); ++i)
	{
		cout << dq3[i] << " ";
	}
	cout << endl;
	//l o   w o r l

	deque<char> dq4(dq3);//copy
	//等价于deque<char> dq4 = dq3;
	for (size_t i = 0; i < dq4.size(); ++i)
	{
		cout << dq4[i] << " ";
	}
	cout << endl;
	//l o   w o r l

	deque<string> dq5{ "happy","new","year" };//initializer list
	//等价于deque<string> dq5 = { "happy","new","year" };
	for (size_t i = 0; i < dq5.size(); ++i)
	{
		cout << dq5[i] << " ";
	}
	cout << endl;
	//happy new year

	return 0;
}

1.1.2 析构函数

1.1.3 赋值运算符重载

1.2 迭代器

函数功能

begin

&

end

begin返回一个迭代器，指向deque对象的第一个元素

end返回一个迭代器，指向deque对象的最后一个元素的下一个位置

rbegin

&

rend

rbegin返回一个反向迭代器，指向deque对象的最后一个元素

rend返回一个反向迭代器，指向deque对象的第一个元素的上一个位置

cbegin

&

cend

cbegin返回一个const迭代器，指向deque对象的第一个元素

cend返回一个const迭代器，指向deque对象的最后一个元素的下一个位置

crbegin

&

crend

crbegin返回一个const反向迭代器，指向deque对象的最后一个元素

crend返回一个const反向迭代器，指向deque对象的第一个元素的上一个位置

begin&end和rbegin&rend返回的迭代器指向：

​​

const_iterator是一个指向const内容的迭代器。迭代器本身可以修改，但是它不能被用来修改它所指向的内容。

begin&end/rbegin&rend和cbegin&cend/crbegin&crend的不同：

  • begin&end/rbegin&rend的返回类型由对象是否是常量来决定。如果不是常量，返回iterator；如果是常量，返回const_iterator。
  • cbegin&cend/crbegin&crend的返回类型是const_iterator，不管对象本身是否是常量。
#include <deque>
#include <iostream>
using namespace std;

int main()
{
	deque<int> dq;
	dq.push_back(1);
	dq.push_back(2);
	dq.push_back(3);
	dq.push_back(4);

	deque<int>::iterator it = dq.begin();
	while (it != dq.end())
	{
		cout << *it << " ";
		++it;
	}
	cout << endl;
	//1 2 3 4

	auto rit = dq.rbegin();
	//deque<int>::reverse_iterator rit = dq.rbegin();
	while (rit != dq.rend())
	{
		cout << *rit << " ";
		++rit;
	}
	cout << endl;
	//4 3 2 1

	return 0;
}

1.3 容量

函数功能
size

返回deque的元素个数

max_size返回deque所能容纳的最大元素数
resize

调整deque的大小为n（影响size）

●如果n<当前deque的大小，多余的元素会被截掉

●如果n>当前vdeque的大小，则：

  1）如果没有指定填充元素，则在最后插入尽可能多的元素以达到n的大小

  2）如果指定了填充元素val，则多出的空间用val填充

●如果n也>当前deque的容量，则会自动重新分配存储空间

empty检测deque是否为空，是返回true，否则返回false
shrink_to_fit

收缩容量以适应deque的大小

这个请求没有约束力，容器实现可以自由地进行优化，使deque的容量大于其大小

#include <deque>
#include <iostream>
using namespace std;

int main()
{
	deque<int> dq;
	dq.push_back(1);
	dq.push_back(2);
	dq.push_back(3);
	dq.push_back(4);

	cout << dq.size() << endl;//4
	cout << dq.max_size() << endl;//1073741823

	dq.resize(8, 9);
	for (size_t i = 0; i < dq.size(); ++i)
	{
		cout << dq[i] << " ";
	}
	cout << endl;
	//1 2 3 4 9 9 9 9

	if (dq.empty())
		cout << "deque为空" << endl;
	else
		cout << "deque不为空" << endl;
	//deque不为空

	return 0;
}

1.4 元素访问

函数功能
operator[]

返回deque中n位置的元素的引用

没有越界检查

at

返回deque中n位置的元素的引用

有越界检查，如果越界会抛异常

front返回deque中第一个元素的引用
back返回deque中最后一个元素的引用
#include <deque>
#include <iostream>
using namespace std;

int main()
{
	deque<int> dq;
	dq.push_back(1);
	dq.push_back(2);
	dq.push_back(3);
	dq.push_back(4);

	cout << dq[0] << endl;//1
	cout << dq.at(1) << endl;//2
	cout << dq.front() << endl;//1
	cout << dq.back() << endl;//4

	return 0;
}

1.4.1 遍历方法

1.4.1.1 operator[]（最常用）

#include <deque>
#include <iostream>
using namespace std;

int main()
{
	deque<int> dq;
	dq.push_back(1);
	dq.push_back(2);
	dq.push_back(3);
	dq.push_back(4);

	for (size_t i = 0; i < dq.size(); ++i)
	{
		cout << dq[i] << " ";
	}
	cout << endl;
	//1 2 3 4

	return 0;
}

1.4.1.2 迭代器

#include <deque>
#include <iostream>
using namespace std;

int main()
{
	deque<int> dq;
	dq.push_back(1);
	dq.push_back(2);
	dq.push_back(3);
	dq.push_back(4);

	deque<int>::iterator it = dq.begin();
	while (it != dq.end())
	{
		cout << *it << " ";
		++it;
	}
	cout << endl;
	//1 2 3 4

	auto rit = dq.rbegin();
	//deque<int>::reverse_iterator rit = dq.rbegin();
	while (rit != dq.rend())
	{
		cout << *rit << " ";
		++rit;
	}
	cout << endl;
	//4 3 2 1

	return 0;
}

1.4.1.3 范围for

#include <deque>
#include <iostream>
using namespace std;

int main()
{
	deque<int> dq;
	dq.push_back(1);
	dq.push_back(2);
	dq.push_back(3);
	dq.push_back(4);

	for (auto e : dq)
	{
		cout << e << " ";

	}
	cout << endl;
	//1 2 3 4

	return 0;
}

1.5 修改器

函数功能
assign给deque赋值，替换其当前内容
push_back尾插
push_front头插
pop_back尾删
pop_front头删
insert在position位置之前插入
erase删除deque的一部分
swap交换内容
clear清空内容
emplace构建和插入元素
emplace_front在开头构建和插入元素
emplace_back在末尾构建和插入元素
#include <deque>
#include <iostream>
using namespace std;

int main()
{
	deque<int> dq1{ 1,2,3,4 };

	dq1.assign(3, 6);
	for (size_t i = 0; i < dq1.size(); ++i)
	{
		cout << dq1[i] << " ";
	}
	cout << endl;
	//6 6 6

	dq1.push_back(1);
	dq1.push_front(2);
	for (size_t i = 0; i < dq1.size(); ++i)
	{
		cout << dq1[i] << " ";
	}
	cout << endl;
	//2 6 6 6 1

	dq1.pop_back();
	dq1.pop_front();
	for (size_t i = 0; i < dq1.size(); ++i)
	{
		cout << dq1[i] << " ";
	}
	cout << endl;
	//6 6 6

	dq1.insert(dq1.begin() + 1, 9);
	for (size_t i = 0; i < dq1.size(); ++i)
	{
		cout << dq1[i] << " ";
	}
	cout << endl;
	//6 9 6 6

	dq1.erase(dq1.begin());
	for (size_t i = 0; i < dq1.size(); ++i)
	{
		cout << dq1[i] << " ";
	}
	cout << endl;
	//9 6 6

	deque<int> dq2{ 8,8,8,8 };

	dq1.swap(dq2);
	for (size_t i = 0; i < dq1.size(); ++i)
	{
		cout << dq1[i] << " ";
	}
	cout << endl;
	//8 8 8 8

	dq1.clear();
	if (dq1.empty())
		cout << "dq1被清空" << endl;
	else
		cout << "dq1没被清空" << endl;
	//dq1被清空

	return 0;
}

1.6 空间配置器

函数功能
get_allocator获取空间配置器

2. deque的非成员函数

函数功能
relational operators关系运算符重载
swap交换内容

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