[C++ STL] deque使用詳解

一、概述

deque（雙端隊列）是由一段一段的定量連續空間構成，可以向兩端發展，因此不論在尾部或頭部安插元素都十分迅速。 在中間部分安插元素則比較費時，因為必須移動其它元素。

二、定義及初始化

使用之前必須加相應容器的頭文件：

#include <deque> // deque屬於std命名域的，因此需要通過命名限定，例如using std::deque;

定義的實現代碼如下：

deque<int> a; // 定義一個int類型的雙端隊列a
deque<int> a(10); // 定義一個int類型的雙端隊列a，並設置初始大小為10
deque<int> a(10, 1); // 定義一個int類型的雙端隊列a，並設置初始大小為10且初始值都為1
deque<int> b(a); // 定義並用雙端隊列a初始化雙端隊列b
deque<int> b(a.begin(), a.begin()+3); // 將雙端隊列a中從第0個到第2個(共3個)作為雙端隊列b的初始值

除此之外，還可以直接使用數組來初始化向量：

int n[] = { 1, 2, 3, 4, 5 };
// 將數組n的前5個元素作為雙端隊列a的初值
// 說明：當然不包括arr[4]元素，末尾指針都是指結束元素的下一個元素，
// 這個主要是為了和deque.end()指針統一。
deque<int> a(n, n + 5); 
deque<int> a(&n[1], &n[4]); // 將n[1]、n[2]、n[3]作為雙端隊列a的初值

三、基本操作函數

3.1 容量函數

• 容器大小：deq.size();
• 容器最大容量：deq.max_size();
• 更改容器大小：deq.resize();
• 容器判空：deq.empty();
• 減少容器大小到滿足元素所占存儲空間的大小：deq.shrink_to_fit();

#include <iostream>
#include <deque>

using namespace std;

int main(int argc, char* argv[])
{
	deque<int> deq;
	for (int i = 0; i<6; i++)
	{
		deq.push_back(i);
	}

	cout << deq.size() << endl; // 輸出：6
	cout << deq.max_size() << endl; // 輸出：1073741823
	deq.resize(0); // 更改元素大小
	cout << deq.size() << endl; // 輸出：0
	if (deq.empty())
		cout << "元素為空" << endl; // 輸出：元素為空

	return 0;
}

3.2 添加函數

• 頭部添加元素：deq.push_front(const T& x);
• 末尾添加元素：deq.push_back(const T& x);
• 任意位置插入一個元素：deq.insert(iterator it, const T& x);
• 任意位置插入 n 個相同元素：deq.insert(iterator it, int n, const T& x);
• 插入另一個向量的 [forst,last] 間的數據：deq.insert(iterator it, iterator first, iterator last);

#include <iostream>
#include <deque>

using namespace std;

int main(int argc, char* argv[])
{
	deque<int> deq;

	// 頭部增加元素
	deq.push_front(4);
	// 末尾添加元素
	deq.push_back(5);
	// 任意位置插入一個元素
	deque<int>::iterator it = deq.begin();
	deq.insert(it, 2);
	// 任意位置插入n個相同元素
	it = deq.begin(); // 必須要有這句
	deq.insert(it, 3, 9);
	// 插入另一個向量的[forst,last]間的數據
	deque<int> deq2(5,8);
	it = deq.begin(); // 必須要有這句
	deq.insert(it, deq2.end() - 1, deq2.end());

	// 遍歷顯示
	for (it = deq.begin(); it != deq.end(); it++)
		cout << *it << " "; // 輸出：8 9 9 9 2 4 5
	cout << endl;

	return 0;
}

3.3 刪除函數

• 頭部刪除元素：deq.pop_front();
• 末尾刪除元素：deq.pop_back();
• 任意位置刪除一個元素：deq.erase(iterator it);
• 刪除 [first,last] 之間的元素：deq.erase(iterator first, iterator last);
• 清空所有元素：deq.clear();

#include <iostream>
#include <deque>

using namespace std;

int main(int argc, char* argv[])
{
	deque<int> deq;
	for (int i = 0; i < 8; i++)
		deq.push_back(i);

	// 頭部刪除元素
	deq.pop_front();
	// 末尾刪除元素
	deq.pop_back();
	// 任意位置刪除一個元素
	deque<int>::iterator it = deq.begin();
	deq.erase(it);
	// 刪除[first,last]之間的元素
	deq.erase(deq.begin(), deq.begin()+1);

	// 遍歷顯示
	for (it = deq.begin(); it != deq.end(); it++)
		cout << *it << " ";
	cout << endl;

	// 清空所有元素
	deq.clear();

	// 遍歷顯示
	for (it = deq.begin(); it != deq.end(); it++)
		cout << *it << " "; // 輸出：3 4 5 6
	cout << endl;

	return 0;
}

3.4 訪問函數

• 下標訪問：deq[1]; // 並不會檢查是否越界
• at 方法訪問：deq.at(1); // 以上兩者的區別就是 at 會檢查是否越界，是則拋出 out of range 異常
• 訪問第一個元素：deq.front();
• 訪問最后一個元素：deq.back();

#include <iostream>
#include <deque>

using namespace std;

int main(int argc, char* argv[])
{
	deque<int> deq;
	for (int i = 0; i < 6; i++)
		deq.push_back(i);

	// 下標訪問
	cout << deq[0] << endl; // 輸出：0
	// at方法訪問
	cout << deq.at(0) << endl; // 輸出：0
	// 訪問第一個元素
	cout << deq.front() << endl; // 輸出：0
	// 訪問最后一個元素
	cout << deq.back() << endl; // 輸出：5

	return 0;
}

3.5 其他函數

• 多個元素賦值：deq.assign(int nSize, const T& x); // 類似於初始化時用數組進行賦值
• 交換兩個同類型容器的元素：swap(deque&);

#include <iostream>
#include <deque>

using namespace std;

int main(int argc, char* argv[])
{
	// 多個元素賦值
	deque<int> deq;
	deq.assign(3, 1);
	deque<int> deq2;
	deq2.assign(3, 2);

	// 交換兩個容器的元素
	deq.swap(deq2);

	// 遍歷顯示
	cout << "deq: ";
	for (int i = 0; i < deq.size(); i++)
		cout << deq[i] << " "; // 輸出：2 2 2
	cout << endl;

	// 遍歷顯示
	cout << "deq2: ";
	for (int i = 0; i < deq2.size(); i++)
		cout << deq2[i] << " "; // 輸出：1 1 1
	cout << endl;

	return 0;
}

四、迭代器與算法

1. 迭代器

• 開始迭代器指針：deq.begin();
• 末尾迭代器指針：deq.end(); // 指向最后一個元素的下一個位置
• 指向常量的開始迭代器指針：deq.cbegin(); // 意思就是不能通過這個指針來修改所指的內容，但還是可以通過其他方式修改的，而且指針也是可以移動的。
• 指向常量的末尾迭代器指針：deq.cend();
• 反向迭代器指針，指向最后一個元素：deq.rbegin();
• 反向迭代器指針，指向第一個元素的前一個元素：deq.rend();

#include <iostream>
#include <deque>

using namespace std;

int main(int argc, char* argv[])
{
	deque<int> deq;
	deq.push_back(1);
	deq.push_back(2);
	deq.push_back(3);

	cout << *(deq.begin()) << endl; // 輸出：1
	cout << *(--deq.end()) << endl; // 輸出：3
	cout << *(deq.cbegin()) << endl; // 輸出：1
	cout << *(--deq.cend()) << endl; // 輸出：3
	cout << *(deq.rbegin()) << endl; // 輸出：3
	cout << *(--deq.rend()) << endl; // 輸出：1
	cout << endl;

	return 0;
}

2. 算法

• 遍歷元素

deque<int>::iterator it;
for (it = deq.begin(); it != deq.end(); it++)
    cout << *it << endl;
// 或者
for (int i = 0; i < deq.size(); i++) {
    cout << deq.at(i) << endl;
}

• 元素翻轉

#include <algorithm>
reverse(deq.begin(), deq.end());

• 元素排序

#include <algorithm>
sort(deq.begin(), deq.end()); // 采用的是從小到大的排序

// 如果想從大到小排序，可以采用先排序后反轉的方式，也可以采用下面方法:
// 自定義從大到小的比較器，用來改變排序方式
bool Comp(const int& a, const int& b) {
    return a > b;
}

sort(deq.begin(), deq.end(), Comp);

五、總結

可以看到，deque 與 vector 的用法基本一致，除了以下幾處不同：

• deque 沒有 capacity() 函數，而 vector 有；
• deque 有 push_front() 和 pop_front() 函數，而 vector 沒有；
• deque 沒有 data() 函數，而 vector 有。

參考：

[longshengguoji-CSDN博客](https:// blog.csdn.net/longshengguoji/article/details/8519812)