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C++提高编程（三）—— STL常用容器(3) ：deque容器

本文主要是介绍C++提高编程（三）—— STL常用容器(3) ：deque容器，对大家解决编程问题具有一定的参考价值，需要的程序猿们随着小编来一起学习吧！

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  • 3. deque容器
    • 3.1 deque容器基本概念
    • 3.2 deque构造函数
    • 3.3 deque赋值操作
    • 3.4 deque大小操作
    • 3.5 deque插入和删除
    • 3.6 deque数据存取
    • 3.7 deque排序

3. deque容器

3.1 deque容器基本概念

  功能： 双端数组，可以对头端进行插入删除操作。

  deque与vector的区别： 1. vector对于头部的插入删除效率低，数据量越大，效率越低；
              2. deque相对而言，对头部的插入删除速度回比vector快；
              3. vector访问元素时的速度会比deque快，这和两者内部实现有关。

在这里插入图片描述
  deque内部工作原理： 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。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。

在这里插入图片描述
  deque容器的迭代器也是支持随机访问的。

3.2 deque构造函数

  功能描述： deque容器构造。

  函数原型：

  • deque<T>;    //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

  实例如下所示。

#include<iostream>
using namespace std;
#include<deque>

//deque构造函数

void printDeque(const deque<int>&d)
{
	for (deque<int>::const_iterator it = d.begin(); it != d.end(); it++)
	{
		//*it = 100;  //容器中的数据不可以修改
		cout << *it << " ";
	}
	cout << endl;
}

void test01()
{
	deque<int>d1;  //默认构造形式
	for (int i = 0; i < 10; i++)
	{
		d1.push_back(i);
	}
	printDeque(d1);

	deque<int>d2(d1.begin(), d1.end());  //构造函数将[beg, end)区间中的元素拷贝给本身
	printDeque(d2);

	deque<int>d3(10, 100);  //构造函数将n个elem拷贝给本身
	printDeque(d3);

	deque<int>d4(d3);  //拷贝构造函数
	printDeque(d4);
}

int main()
{
	test01();

	system("pause");

	return 0;
}

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9
100 100 100 100 100 100 100 100 100 100
100 100 100 100 100 100 100 100 100 100

   总结： deque容器和vector容器的构造方式几乎一致，灵活使用即可。

3.3 deque赋值操作

  功能描述： 给deque容器进行赋值。

  函数原型：

  • deque& operator=(const deque &deq);    //重载等号操作符
  • 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

  实例如下所示。

#include<iostream>
using namespace std;
#include<deque>

//deque赋值操作

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;
	for (int i = 0; i < 10; i++)
	{
		d1.push_back(i);
	}
	printDeque(d1);

	//1. operator= 等号赋值
	deque<int>d2;
	d2 = d1;
	printDeque(d2);

	//2. assign赋值
	deque<int>d3;
	d3.assign(d1.begin(), d1.end());
	printDeque(d3);

	deque<int>d4;
	d4.assign(10, 100);
	printDeque(d4);
}

int main()
{
	test01();

	system("pause");

	return 0;
}

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9
100 100 100 100 100 100 100 100 100 100

  总结： deque赋值操作也与vector相同，需熟练掌握。

3.4 deque大小操作

  功能描述： 对deque容器的大小进行操作。

  函数原型：

  • deque.empty();    //判断容器是否为空
  • deque.size();    //返回容器中元素的个数
  • 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

  实例如下所示。

#include<iostream>
using namespace std;
#include<deque>

//deque大小操作

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;
	for (int i = 0; i < 10; i++)
	{
		d1.push_back(i);
	}
	printDeque(d1);

	if (d1.empty())
	{
		cout << "d1为空！" << endl;
	}
	else
	{
		cout << "d1不为空！" << endl;
		cout << "d1的大小为：" << d1.size() << endl;
		//deque容器没有容量概念
	}

	//重新指定大小
	//d1.resize(15);  //更改长度为15，剩余元素用0填充

	d1.resize(15, 1);  //重载版本，剩余元素用1填充
	printDeque(d1);

	d1.resize(5);  //更改长度为5
	printDeque(d1);
}

int main()
{
	test01();

	system("pause");

	return 0;
}

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9
d1不为空！
d1的大小为：10
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 1 1 1 1 1
0 1 2 3 4

  总结： deque没有容量的概念。

3.5 deque插入和删除

  功能描述： 向deque容器中插入和删除数据。

  函数原型：

  两端操作：

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

  指定位置操作：

  • 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
  • clear();    //清空容器的所有数据
  • 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

​  实例如下所示。

#include<iostream>
using namespace std;
#include<deque>

//deque插入和删除

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

//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);  //200 100 10 20

	//尾删
	d1.pop_back();
	printDeque(d1);  //200 100 10

	//头删
	d1.pop_front();
	printDeque(d1);  //100 10
}

//指定位置操作
void test02()
{
	deque<int>d1;
	d1.push_back(10);
	d1.push_back(20);
	d1.push_front(100);
	d1.push_front(200);
	printDeque(d1);  //200 100 10 20

	//insert插入
	d1.insert(d1.begin(), 1000);
	printDeque(d1);  //1000 200 100 10 20

	d1.insert(d1.begin(), 2, 10000);
	printDeque(d1);  //10000 10000 1000 200 100 10 20

	//按照区间进行插入
	deque<int>d2;
	d2.push_back(1);
	d2.push_back(2);
	d2.push_back(3);

	d1.insert(d1.begin(), d2.begin(), d2.end());  //在d1的开始位置插入d2开始到结束区间内的元素：1 2 3 100000 100000 1000 200 100 10 20
	printDeque(d1);
}

void test03()
{
	deque<int>d1;
	d1.push_back(10);
	d1.push_back(20);
	d1.push_front(100);
	d1.push_front(200);

	//删除
	deque<int>::iterator it = d1.begin();
	it++;
	d1.erase(it);
	printDeque(d1);  //200 10 20
	
	//按区间方式删除
	//d1.erase(d1.begin(), d1.end());
	d1.clear();  //	清空
	printDeque(d1);
}

int main()
{
	test01();
	test02();
	test03();

	system("pause");

	return 0;
}

200 100 10 20
200 100 10
100 10
200 100 10 20
1000 200 100 10 20
10000 10000 1000 200 100 10 20
1 2 3 10000 10000 1000 200 100 10 20
200 10 20

请按任意键继续. . .

  总结： 插入和删除提供的位置是迭代器。

3.6 deque数据存取

  功能描述： 对deque中的数据进行存取操作。

  函数原型：

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

  实例如下所示。

#include<iostream>
using namespace std;
#include<deque>

//deque数据存取
void test01()
{
	deque<int>d;
	d.push_back(10);
	d.push_back(20);
	d.push_back(30);
	d.push_front(100);
	d.push_front(200);
	d.push_front(300);

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

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

	cout << "第一个元素为：" << d.front() << endl;
	cout << "最后一个元素为：" << d.back() << endl;
}

int main()
{
	test01();

	system("pause");

	return 0;
}

300 200 100 10 20 30
300 200 100 10 20 30
第一个元素为：300
最后一个元素为：30

  总结： 1. 除了用迭代器获取deque容器中元素，[ ]和at也可以；
      2. front返回容器第一个元素；
      3. back返回容器最后一个元素。

3.7 deque排序

  功能描述： 利用算法实现对deque容器进行排序。

  算法： sort(iterator beg, iterator end)   //对beg和end区间内元素进行排序

  实例如下所示。

#include<iostream>
using namespace std;
#include<deque>
#include<algorithm>  //标准算法头文件

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

//deque排序（默认顺序为升序，从小到达排序）
//对于支持随机访问的迭代器的容器，都可以利用sort算法直接对其进行排序
//vector容器也可以利用sort进行排序
void test01()
{
	deque<int>d;
	d.push_back(10);
	d.push_back(20);
	d.push_back(30);
	d.push_front(100);
	d.push_front(200);
	d.push_front(300);
	cout << "排序前：" << endl;
	printDeque(d);  //300 200 100 10 20 30

	//排序
	sort(d.begin(), d.end());
	cout << "排序后：" << endl;
	printDeque(d);  //10 20 30 100 200 300
}

int main()
{
	test01();

	system("pause");

	return 0;
}

排序前：
300 200 100 10 20 30
排序后：
10 20 30 100 200 300

  总结： sort算法非常实用，使用时包含头文件algorithm即可。

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