C++ 双向队列deque
[C++ STL] deque使用详解
一、概述
deque（双端队列）是由一段一段的定量连续空间构成，可以向两端发展，因此不论在尾部或头部安插元素都十分迅速。 在中间部分安插元素则比较费时，因为必须移动其它元素。
二、定义及初始化
使用之前必须加相应容器的头文件：
#include <deque> // deque属于std命名域的，因此需要通过命名限定，例如using std::deque;
定义的实现代码如下：
deque<int> a; // 定义一个int类型的双端队列a
deque<int> a(10); // 定义一个int类型的双端队列a，并设置初始大小为10
deque<int> a(10, 1); // 定义一个int类型的双端队列a，并设置初始大小为10且初始值都为1
deque<int> b(a); // 定义并用双端队列a初始化双端队列b
deque<int> b(a.begin(), a.begin()+3); // 将双端队列a中从第0个到第2个(共3个)作为双端队列b的初始值
除此之外，还可以直接使用数组来初始化向量：
int n[] = { 1, 2, 3, 4, 5 };
// 将数组n的前5个元素作为双端队列a的初值
// 说明：当然不包括arr[4]元素，末尾指针都是指结束元素的下一个元素，
// 这个主要是为了和deque.end()指针统一。
deque<int> a(n, n + 5);
deque<int> a(&n[1], &n[4]); // 将n[1]、n[2]、n[3]作为双端队列a的初值
三、基本操作函数
3.1 容量函数
- 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(); - 减少容器大小到满足元素所占存储空间的大小：
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; // 输出：6
cout << deq.max_size() << endl; // 输出：1073741823
deq.resize(0); // 更改元素大小
cout << deq.size() << endl; // 输出：0
if (deq.empty())
cout << "元素为空" << endl; // 输出：元素为空
return 0;
}
3.2 添加函数
- 头部添加元素：
deq.push_front(const T& x); - 末尾添加元素：
deq.push_back(const T& x); - 任意位置插入一个元素：
deq.insert(iterator it, const T& x); - 任意位置插入 n 个相同元素：
deq.insert(iterator it, int n, const T& x); - 插入另一个向量的 [forst,last] 间的数据：
deq.insert(iterator it, iterator first, iterator last);
#include <iostream>
#include <deque>
using namespace std;
int main(int argc, char* argv[])
{
deque<int> deq;
// 头部增加元素
deq.push_front(4);
// 末尾添加元素
deq.push_back(5);
// 任意位置插入一个元素
deque<int>::iterator it = deq.begin();
deq.insert(it, 2);
// 任意位置插入n个相同元素
it = deq.begin(); // 必须要有这句
deq.insert(it, 3, 9);
// 插入另一个向量的[forst,last]间的数据
deque<int> deq2(5,8);
it = deq.begin(); // 必须要有这句
deq.insert(it, deq2.end() - 1, deq2.end());
// 遍历显示
for (it = deq.begin(); it != deq.end(); it++)
cout << *it << " "; // 输出：8 9 9 9 2 4 5
cout << endl;
return 0;
}
3.3 删除函数
- 头部删除元素：
deq.pop_front(); - 末尾删除元素：
deq.pop_back(); - 任意位置删除一个元素：
deq.erase(iterator it); - 删除 [first,last] 之间的元素：
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);
// 头部删除元素
deq.pop_front();
// 末尾删除元素
deq.pop_back();
// 任意位置删除一个元素
deque<int>::iterator it = deq.begin();
deq.erase(it);
// 删除[first,last]之间的元素
deq.erase(deq.begin(), deq.begin()+1);
// 遍历显示
for (it = deq.begin(); it != deq.end(); it++)
cout << *it << " ";
cout << endl;
// 清空所有元素
deq.clear();
// 遍历显示
for (it = deq.begin(); it != deq.end(); it++)
cout << *it << " "; // 输出：3 4 5 6
cout << endl;
return 0;
}
3.4 访问函数
- 下标访问：
deq[1];// 并不会检查是否越界 - at 方法访问：
deq.at(1);// 以上两者的区别就是 at 会检查是否越界，是则抛出 out of range 异常 - 访问第一个元素：
deq.front(); - 访问最后一个元素：
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);
// 下标访问
cout << deq[0] << endl; // 输出：0
// at方法访问
cout << deq.at(0) << endl; // 输出：0
// 访问第一个元素
cout << deq.front() << endl; // 输出：0
// 访问最后一个元素
cout << deq.back() << endl; // 输出：5
return 0;
}
3.5 其他函数
- 多个元素赋值：
deq.assign(int nSize, const T& x);// 类似于初始化时用数组进行赋值 - 交换两个同类型容器的元素：
swap(deque&);
#include <iostream>
#include <deque>
using namespace std;
int main(int argc, char* argv[])
{
// 多个元素赋值
deque<int> deq;
deq.assign(3, 1);
deque<int> deq2;
deq2.assign(3, 2);
// 交换两个容器的元素
deq.swap(deq2);
// 遍历显示
cout << "deq: ";
for (int i = 0; i < deq.size(); i++)
cout << deq[i] << " "; // 输出：2 2 2
cout << endl;
// 遍历显示
cout << "deq2: ";
for (int i = 0; i < deq2.size(); i++)
cout << deq2[i] << " "; // 输出：1 1 1
cout << endl;
return 0;
}
四、迭代器与算法
1. 迭代器
- 开始迭代器指针：
deq.begin(); - 末尾迭代器指针：
deq.end();// 指向最后一个元素的下一个位置 - 指向常量的开始迭代器指针：
deq.cbegin();// 意思就是不能通过这个指针来修改所指的内容，但还是可以通过其他方式修改的，而且指针也是可以移动的。 - 指向常量的末尾迭代器指针：
deq.cend(); - 反向迭代器指针，指向最后一个元素：
deq.rbegin(); - 反向迭代器指针，指向第一个元素的前一个元素：
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; // 输出：1
cout << *(--deq.end()) << endl; // 输出：3
cout << *(deq.cbegin()) << endl; // 输出：1
cout << *(--deq.cend()) << endl; // 输出：3
cout << *(deq.rbegin()) << endl; // 输出：3
cout << *(--deq.rend()) << endl; // 输出：1
cout << endl;
return 0;
}
2. 算法
- 遍历元素
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;
}
- 元素翻转
#include <algorithm>
reverse(deq.begin(), deq.end());
- 元素排序
#include <algorithm>
sort(deq.begin(), deq.end()); // 采用的是从小到大的排序
// 如果想从大到小排序，可以采用先排序后反转的方式，也可以采用下面方法:
// 自定义从大到小的比较器，用来改变排序方式
bool Comp(const int& a, const int& b) {
return a > b;
}
sort(deq.begin(), deq.end(), Comp);
五、总结
可以看到，deque 与 vector 的用法基本一致，除了以下几处不同：
- deque 没有 capacity() 函数，而 vector 有；
- deque 有 push_front() 和 pop_front() 函数，而 vector 没有；
- deque 没有 data() 函数，而 vector 有。
