STL之deque容器

摘要：本文主要介绍了deque容器以及一些API的使用。

1、基本概念

1.1 deque容器介绍

该容器和vector容器很相似，不同之处在于两点：第一是它可以实现头部的插入和删除；第二在于deque没有容量的概念，因为它是动态的以分段连续空间组合而成，随时可以增加一段新的空间并链接起来。

1.2 实现原理

Deque容器是连续的空间，至少逻辑上看来如此，连续现行空间总是令我们联想到array和vector,array无法成长，vector虽可成长，却只能向尾端成长，而且其成长其实是一个假象，事实上(1) 申请更大空间 (2)原数据复制新空间 (3)释放原空间 三步骤，如果不是vector每次配置新的空间时都留有余裕，其成长假象所带来的代价是非常昂贵的。

Deque是由一段一段的定量的连续空间构成。一旦有必要在deque前端或者尾端增加新的空间，便配置一段连续定量的空间，串接在deque的头端或者尾端。Deque最大的工作就是维护这些分段连续的内存空间的整体性的假象，并提供随机存取的接口，避开了重新配置空间，复制，释放的轮回，代价就是复杂的迭代器架构。

既然deque是分段连续内存空间，那么就必须有中央控制，维持整体连续的假象，数据结构的设计及迭代器的前进后退操作颇为繁琐。Deque代码的实现远比vector或list都多得多。

Deque采取一块所谓的map(注意，不是STL的map容器)作为主控，这里所谓的map是一小块连续的内存空间，其中每一个元素(此处成为一个结点)都是一个指针，指向另一段连续性内存空间，称作缓冲区。缓冲区才是deque的存储空间的主体。

2、常用API

2.1 deque构造函数

deque<T> deqT	默认构造形式
deque(beg, end)	构造函数将[beg, end)区间中的元素拷贝给本身
deque(n, elem)	构造函数将n个elem拷贝给本身
deque(const deque &deq)	拷贝构造函数

2.2 deque赋值操作

assign(beg, end)	将[beg, end)区间中的数据拷贝赋值给本身
assign(n, elem)	将n个elem拷贝赋值给本身
deque& operator=(const deque &deq)	重载等号操作符
swap(deq)	将deq与本身的元素互换

2.3 deque大小操作

deque.size()	返回容器中元素的个数
deque.empty()	判断容器是否为空
deque.resize(num)	重新指定容器的长度为num,若容器变长，则以默认值填充新位置。 如果容器变短，则末尾超出容器长度的元素被删除
deque.resize(num, elem)	重新指定容器的长度为num,若容器变长，则以elem值填充新位置, 如果容器变短，则末尾超出容器长度的元素被删除

2.4 deque双端插入和删除操作

push_back(elem)	在容器尾部添加一个数据
push_front(elem)	在容器头部插入一个数据
pop_back()	删除容器最后一个数据
pop_front()	删除容器第一个数据

2.5 deque数据存取

at(idx)	返回索引idx所指的数据，如果idx越界，抛出out_of_range
operator[]	返回索引idx所指的数据，如果idx越界，不抛出异常，直接出错
front()	返回第一个数据
back()	返回最后一个数据

2.6 deque插入操作

insert(pos,elem)	在pos位置插入一个elem元素的拷贝，返回新数据的位置
insert(pos,n,elem)	在pos位置插入n个elem数据，无返回值
insert(pos,beg,end)	在pos位置插入[beg,end)区间的数据，无返回值

2.7 deque删除操作

clear()	移除容器的所有数据
erase(beg,end)	删除[beg,end)区间的数据，返回下一个数据的位置
erase(pos)	删除pos位置的数据，返回下一个数据的位置

3、代码示例

#include <iostream>
#include<deque>
#include<algorithm>

using namespace std;

void printDeque(const deque<int>&d) {
    for (deque<int>::const_iterator it=d.begin();it!=d.end();it++)
    {
        cout << *it <<"  ";
    }
    cout << endl;
}

void test01() {
    deque<int>d1;
    d1.push_back(10);
    d1.push_back(20);
    d1.push_front(5);  //注意可以前面插入
    d1.push_back(30);
    printDeque(d1);

    deque<int>d2(d1.begin(),d1.end()); //将d1首尾区间的内容复制到d2
    printDeque(d2);
    d2.push_back(40);
    printDeque(d2);

    d1.swap(d2);  //交换
    printDeque(d2);
}

void test02()
{
    deque<int>d;
    d.push_back(10);
    d.push_back(30);
    d.push_back(20);
    d.push_front(100);
    d.push_front(200);

    printDeque(d); // 200 100 10 30 20

    //删除 头删 尾删
    d.pop_back();
    d.pop_front();
    printDeque(d); // 100 10 30

    cout << "front: " << d.front() << endl;
    cout << "back: " << d.back() << endl;

    //插入
    deque<int>d2;
    d2.push_back(50);
    d2.push_back(60);
    d2.insert(d2.begin(), d.begin(), d.end());
    printDeque(d2);  //  100 10 30 50 60
}

bool myCompare(int v1, int v2)
{
    return v1 > v2; // 100 10
}

//排序 sort
void test03()
{
    deque<int>d;
    d.push_back(5);
    d.push_back(15);
    d.push_back(3);
    d.push_back(40);
    d.push_back(7);

    printDeque(d);
    //排序
    sort(d.begin(), d.end());

    printDeque(d);

    //从大到小
    sort(d.begin(), d.end(), myCompare);
    //从小到大
    //sort(d.begin(), d.end());
    printDeque(d);

}

int main() {
    //test01();
    //test02();
    test03();
    system("pause");
    return 0;
}