一文快速掌握C++双端数组容器deque的使用

2022-11-13 13:11:35 数组 容器 一文

deque容器的概念模型

是双端数组，可以对头部进行插入删除操作

示意图

值得注意的是deque容器比vector容器多了头插、头删的操作以及front()和back()，后面这两个分别代表容器的第一个元素和最后一个元素，并不是迭代器，调用他们会得到具体的值。

deque与vector的区别：

  • vector对于头部的插入删除效率低，数据量越大，效率越低
  • deque相对而言，对头部的插入删除速度会比vector快
  • vector访问元素时的速度会比deque快，这和两者内部实现有关

deque的内部工作原理：

1.deque内部有个中控器，维护每段缓冲区中的内容，缓冲区中存放真实数据。

2.中控器维护的是每个缓冲区的地址，使得使用deque时像一片连续的内存空间

3.deque的迭代器也是支持随机访问的

4.图示：

deque进行插入的时候是在结点对应的缓冲区操作的，缓冲区不有位置的时候直接插入到缓冲区中，缓冲区满的话就开辟新节点，再进行插入，所以才说像是连续的存储空间。

deque容器的基本操作

包括构造方法、赋值、计算大小、插入删除等

构造函数

deque容器的构造

函数原型

  • deque<T> deq;其中T是泛型，用来存放数据类型，这是默认构造函数,较为常用
  • deque(deq.begin(),deq.end()); 将[deq.begin(),deq.end)前闭后开的区间内的元素拷贝给本身容器
  • deque(n,elem);构造函数将n个elem值拷贝给本身容器
  • deque(const deque &ans);拷贝构造函数

代码示例：

//打印
void printDeque(const deque<int>& d)//只读容器不可改
{//迭代器变为 const_iterator
    for (deque<int>::const_iterator it = d.begin(); it != d.end(); it++)
    {
        cout << *it << " ";
    }
    cout << endl;
}
void testa()
{
    //构造：
    //第一种
    deque<int>d1;
    for (int i = 0; i < 10; i++)
    {
        //d1.push_back(i); 头插尾插都可以
        d1.push_front(i);
    }
    //第二种
    deque<int>d2(d1.begin(), d1.end());
    //第三种
    deque<int>d3(d2);
    //第四种
    deque<int>d4(6, 100);
    //测试输出
    printDeque(d1);
    printDeque(d2);
    printDeque(d3);
    printDeque(d4);
    //排序
    cout << "排序" << endl;
    sort(d1.begin(), d1.end());
    printDeque(d1);
}

tips：如果将打印语句设为只读，那么迭代器类型也要变为：const_iterator。

赋值操作

给deque容器赋值

函数原型：

  • deque& operator=(const deque &ans);重载赋值操作符
  • assign(be,en);将[be,en);将[be,en)区间内的数组拷贝赋值给自己
  • assign(n,elem);将n个elem拷贝赋值给自己

代码示例：

void testb()
{
    //赋值：
    deque<int>d1;
    for (int i = 0; i < 10; i++)
    {
        d1.push_back(i);
    }
    //第一种
    deque<int>d2 = d1;
    //第二种
    deque<int>d3;
    d3.assign(d1.begin(), d1.end());
    //第三种
    deque<int>d4;
    d4.assign(6, 88);
    //测试：
    printDeque(d2);
    printDeque(d3);
    printDeque(d4);
}

容器大小

对deque的大小进行操作

deque.empty();判断容器是否为空

deque.size();返回容器中元素的个数

deque.resize(m);重新指定容器长度为num，容器变长以默认值填充，容器变短则超出部分删除

deque.resize(m,elem);同上，区别是默认值填充变为elem值填充

代码示例：

void testc()
{
	//大小的操作：
	//size：
	deque<int>d;
	if (d.empty())
	{
		cout << "此时容器为空" << endl;
		cout << "打印容器的大小：" << d.size() << endl;
	}
	for (int i = 0; i < 7; i++)
	{
		d.push_back(i);
	}
	cout << "打印容器的大小：" << d.size() << endl;
	printDeque(d);

	//resize
	d.resize(10,100);
	cout << "打印容器的大小：" << d.size() << endl;
	printDeque(d);
	d.resize(5);
	cout << "打印容器的大小：" << d.size() << endl;
	printDeque(d);
}

tips：

  • deque没有容量概念
  • 判断是否为空——empty
  • 返回元素个数——size
  • 重新指定个数——resize

插入和删除

向deque容器中插入和删除数据

函数原型：

两端操作：

  • push_back(e);尾插
  • push_front(e);头插
  • pop_back(); 尾删
  • pop_front(); 头删

指定位置：

  • insert(const_iterator pos,e);迭代器指向位置pos插入指定元素e
  • insert(const_iterator pos,int count ,e); 插入count个指定元素e
  • insert(const_iterator pos,beg,en);插入指定区域的元素
  • erase(const_iterator pos);删除迭代器指向的元素
  • erase(const_iterator begin,const_iterator end);删除迭代器从begin到end之间的元素
  • clear();清空容器内所有元素

代码示例：

//两端操作
void test01()
{
	deque<int>d1;
	//尾插
	d1.push_back(10);
	d1.push_back(20);

	//头插
	d1.push_front(100);
	d1.push_front(200);

	PrintDeque(d1);
	//尾删
	d1.pop_back();
	PrintDeque(d1);

	//头删
	d1.pop_front();
	PrintDeque(d1);
}
void test02()
{
	deque<int>d2;
	//尾插
	d2.push_back(10);
	d2.push_back(20);

	//头插
	d2.push_front(100);
	d2.push_front(200);

	PrintDeque(d2);

	//insert插入
	d2.insert(d2.begin(), 1000);
	PrintDeque(d2);

	d2.insert(d2.begin(), 2,10000);
	PrintDeque(d2);

	//按照区间进行插入
	deque<int>d3;
	d3.push_back(1);
	d3.push_back(2);
	d3.push_back(3);
	d2.insert(d2.begin(), d3.begin(), d3.end());
	PrintDeque(d2);
}

void test03()
{
	deque<int>d4;
	//尾插
	d4.push_back(10);
	d4.push_back(20);
	//头插
	d4.push_front(100);
	d4.push_front(200);
	PrintDeque(d4);
	//删除
	deque<int>::iterator it = d4.begin();
	it++;
	d4.erase(it);
	PrintDeque(d4);
	//按照区间方式删除
	d4.erase(d4.begin(), d4.end());
	PrintDeque(d4);
	//清空
	d4.clear();
	PrintDeque(d4);
}

数据存取

对deque中的元素进行存取操作

函数原型：

  • at(int dex);返回索引dex所指的数据
  • operator[];同上
  • front();返回容器中第一个数据
  • back();返回容器中最后一个数据

代码示例：

    //通过[]方式访问元素
    for (int i = 0; i < d1.size(); i++)
    {
        cout << d1[i] << " ";
    }
    cout << endl;
    //通过at方式访问元素
    for (int i = 0; i < d1.size(); i++)
    {
        cout << d1.at(i) << " ";
    }

排序

需要引入头文件：<alGorithm>

利用算法实现对deque容器的排序

算法：sort(iterator beg,iterator en); 对beg和en的区间升序排序

tips：对于支持随机访问的迭代器都可以用sort进行排序

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