C++ STL容器之deque

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C++ deque容器

定义于头文件 <deque> 申明为 template<class T, class Allocator = std::allocator<T> > class deque;
deque ( double-ended queue ,双端队列)是有下标顺序容器,它允许在其首尾两段快速插入及删除。另外,在 deque 任一端插入或删除不会非法化指向其余元素的指针或引用。

与 std::vector 相反, deque 的元素不是相接存储的:典型实现用单独分配的固定大小数组的序列,外加额外的登记,这表示下标访问必须进行二次指针解引用,与之相比 vector 的下标访问只进行一次。

deque 的存储按需自动扩展及收缩。扩张 deque 比扩展 std::vector 便宜,因为它不涉及到复制既存元素到新内存位置。另一方面, deque 典型地拥有较大的最小内存开销;只保有一个元素的 deque 必须分配其整个内部数组(例如 64 位 libstdc++ 上为对象大小 8 倍; 64 位 libc++ 上为对象大小 16 倍或 4096 字节的较大者)。

deque 上常见操作的复杂度(效率)如下:

随机访问——常数 O(1)
在结尾或起始插入或移除元素——常数 O(1)
插入或移除元素——线性 O(n)

模板形参

  1. T - 元素的类型。
  2. T 必须满足可拷贝赋值 (CopyAssignable) 和可拷贝构造 (CopyConstructible) 的要求。 (C++11
    前)
  3. 加诸元素的要求依赖于容器上进行的实际操作。泛言之,要求元素类型是完整类型并满足可擦除 (Erasable)
    的要求,但许多成员函数附带了更严格的要求。 (C++11 起)

成员类型

成员类型 定义
value_type T
allocator_type Allocator
size_type 无符号整数类型(通常是 std::size_t )
difference_type 有符号整数类型(通常是 std::ptrdiff_t )
reference Allocator::reference (C++11 前) value_type& (C++11 起)
const_reference Allocator::const_reference (C++11 前) const value_type& (C++11 起)
pointer Allocator::pointer (C++11 前) std::allocator_traits::pointer (C++11 起)
const_pointer Allocator::const_pointer (C++11 前) std::allocator_traits::const_pointer (C++11 起)
iterator 随机访问迭代器 (LegacyRandomAccessIterator)
const_iterator 常随机访问迭代器
reverse_iterator std::reverse_iterator
const_reverse_iterator std::reverse_iterator<const_iterator>

成员函数

(构造函数) 构造 deque (公开成员函数)
(析构函数) 析构 deque (公开成员函数)
operator= 赋值给容器 (公开成员函数)
assign 将值赋给容器 (公开成员函数)
get_allocator 返回相关的分配器 (公开成员函数)

元素访问

at 访问指定的元素,同时进行越界检查 (公开成员函数)
operator[] 访问指定的元素 (公开成员函数)
front 访问第一个元素 (公开成员函数)
back 访问最后一个元素 (公开成员函数)

迭代器

begin、cbegin 返回指向容器第一个元素的迭代器 (公开成员函数)
end、cend 返回指向容器尾端的迭代器 (公开成员函数)
rbegin、crbegin 返回指向容器最后元素的逆向迭代器 (公开成员函数)
rend、crend 返回指向前端的逆向迭代器 (公开成员函数)

容量

empty 检查容器是否为空 (公开成员函数)
size 返回容纳的元素数 (公开成员函数)
max_size 返回可容纳的最大元素数 (公开成员函数)
shrink_to_fit (C++11) 通过释放未使用的内存减少内存的使用 (公开成员函数)

修改器

clear 清除内容 (公开成员函数)
insert 插入元素 (公开成员函数)
emplace (C++11) 原位构造元素 (公开成员函数)
erase 擦除元素 (公开成员函数)
push_back 将元素添加到容器末尾 (公开成员函数)
emplace_back (C++11) 在容器末尾就地构造元素 (公开成员函数)
pop_back 移除末元素 (公开成员函数)
push_front 插入元素到容器起始 (公开成员函数)
emplace_front (C++11) 在容器头部就地构造元素 (公开成员函数)
pop_front 移除首元素 (公开成员函数)
resize 改变容器中可存储元素的个数 (公开成员函数)

示例

#include <iostream>
#include <deque>
 
int main(){
    // 创建容纳整数的 deque
    std::deque<int> d = {7, 5, 16, 8};
 
    // 从 deque 的首尾添加整数
    d.push_front(13);
    d.push_back(25);
 
    // 迭代并打印 deque 的值
    for(int n : d) {
        std::cout << n << '\n';
    }
    return 0;
}

输出:

13
7
5
16
8
25

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