STL—deque使用及源码剖析
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篇首语：本文由小常识网(cha138.com)小编为大家整理，主要介绍了STL—deque使用及源码剖析相关的知识，希望对你有一定的参考价值。
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deque概述
deque容器为一个给定类型的元素进行线性处理，像向量一样，它能够快速地随机访问任一个元素，并且能够高效地插入和删除容器的尾部元素。但它又与vector不同，deque支持高效插入和删除容器的头部元素，因此也叫做双端队列。
deque容器可以在双端插入和删除,其底层是分段连续的,对于使用者来说造成了一种连续的假象。
deque的使用
deque类常用的函数有：
(1) 构造函数
deque():创建一个空deque
deque(int nSize):创建一个deque,元素个数为nSize
deque(int nSize,const T& t):创建一个deque,元素个数为nSize,且值均为t
deque(const deque &):复制构造函数
(2) 增加函数
void push_front(const T& x):双端队列头部增加一个元素X
void push_back(const T& x):双端队列尾部增加一个元素x
iterator insert(iterator it,const T& x):双端队列中某一元素前增加一个元素x
void insert(iterator it,int n,const T& x):双端队列中某一元素前增加n个相同的元素x
void insert(iterator it,const_iterator first,const_iteratorlast):双端队列中某一元素前插入另一个相同类型向量的[forst,last)间的数据
(3) 删除函数
Iterator erase(iterator it):删除双端队列中的某一个元素
Iterator erase(iterator first,iterator last):删除双端队列中[first,last）中的元素
void pop_front():删除双端队列中最前一个元素
void pop_back():删除双端队列中最后一个元素
void clear():清空双端队列中最后一个元素
(4) 遍历函数
reference at(int pos):返回pos位置元素的引用
reference front():返回首元素的引用
reference back():返回尾元素的引用
iterator begin():返回向量头指针，指向第一个元素
iterator end():返回指向向量中最后一个元素下一个元素的指针（不包含在向量中）
reverse_iterator rbegin():反向迭代器，指向最后一个元素
reverse_iterator rend():反向迭代器，指向第一个元素的前一个元素
(5) 判断函数
bool empty() const:向量是否为空，若true,则向量中无元素
(6) 大小函数
Int size() const:返回向量中元素的个数
int max_size() const:返回最大可允许的双端对了元素数量值
(7) 其他函数
void swap(deque&):交换两个同类型向量的数据
void assign(int n,const T& x):向量中第n个元素的值设置为x
#include <deque>
#include <algorithm>
#include <iostream>
using namespace std;
void main()
//初始化
deque<int> d;
deque<int> d2(5); //5个结点的deque
deque<int> d3(5, 1);//5个结点元素为1的deque
deque<int> d4(d3); //用d3初始化d4
deque<int> d5(d4.begin(), d4.end());
//算法操作
reverse(d5.begin(), d5.end()); //翻转
sort(d5.begin(), d5.end()); //排序
//遍历操作
for (auto i : d)
cout << i << endl;
for (auto i = d.begin(); i != d.end(); i++)
cout << *i << endl;
//成员函数
d.assign(d5.begin(), d5.end());
d.assign(5, 6);
d.back();
d.front();
d.empty();
d.erase(d.begin()++); //删除第2个结点
d.insert(d.begin(), 5); //在首部插入元素5
d.insert(d.begin(), 3, 0); //在首部插入3个0
d.max_size();
d.pop_back();
d.pop_front();
d.push_back(5);
d.push_front(5);
d.swap(d2);
d.resize(2); //修改为2个结点大小
deque源码剖析
deque内部是分段连续的，对使用者表现为连续
template<class T, class Alloc =alloc, size_t BufSiz = 0>
class deque
public:
typedef T value_type;
typedef _deque_iterator<T, T &, T *, BufSiz> iterator;
protected:
typedef pointer *map_pointer; // T**
protected:
iterator start;
iterator finish;
map_pointer map; // 控制中心,数组中每个元素指向一个buffer
size_type map_size;
public:
iterator begin() return start;
iterator end() return finish;
size_type size() const return finish - start;
// ...
;
控制中心
deque::map的类型为二重指针T**，称为控制中心，其中每个元素指向一个buffer
迭代器
template<class T, class Ref, class Ptr, size_t BufSiz>
struct __deque_iterator
// 定义5个关联类型
typedef random_access_iterator_tag iterator_category; // 关联类型1
typedef T value_type; // 关联类型2
typedef ptrdiff_t difference_type; // 关联类型3
typedef Ptr pointer; // 关联类型4
typedef Ref reference; // 关联类型5
typedef size_t size_type;
typedef T **map_pointer;
typedef __deque_iterator self;
// 迭代器核心字段:4个指针
T *cur; // 指向当前元素
T *first; // 指向当前buffer的开始
T *last; // 指向当前buffer的末尾
map_pointer node; // 指向控制中心
// ...
;
迭代器deque::iterator的核心字段是4个指针:cur指向当前元素、first和last分别指向当前buffer的开始和末尾、node指向控制中心
迭代器deque::iterator模拟空间的连续性：
template<class T, class Ref, class Ptr, size_t BufSiz>
struct __deque_iterator
// 迭代器核心字段:4个指针
T *cur; // 指向当前元素
T *first; // 指向当前buffer的开始
T *last; // 指向当前buffer的末尾
map_pointer node; // 指向控制中心
// ...
difference_type operator-(const self &x) const
return
difference_type(buffer_size()) * (node - x.node - 1) + // 两根迭代器间的长度
(cur - first) + // 当前迭代器到当前buffer末尾的长度
(x.last - x.cur); // 迭代器x到其buffer首部的长度
self &operator++()
++cur; // 切换至下一元素
if (cur == last) // 若到达buffer末尾,则跳转至下一buffer的起点
set_node(node + 1);
cur = first;
return *this;
void set_node(map_pointer new_node) // 设置当前元素所在的buffer为new_node
node = new_node;
first = *new_node;
last = first + difference_type(buffer_size());
self operator++(int)
self tmp = *this;
++*this;
return tmp;
self &operator+=(difference_type n)
difference_type offset = n + (cur - first);
if (offset >= 0 && offset < difference_type(buffer_size()))
// 若目标位置在同一buffer内,则直接跳转
cur += n;
else
// 若目标位置不在同一buffer内,则先切换buffer,再在buffer内寻址
difference_type node_offset =
offset > 0 ? offset / difference_type(buffer_size())
: -difference_type((-offset - 1) / buffer_size()) - 1;
set_node(node + node_offset);
cur = first + (offset - node_offset * difference_type(buffer_size()));
return *this;
self operator+(difference_type n) const
self tmp = *this;
return tmp += n;
self &operator-=(difference_type n) return *this += -n;
self operator-(difference_type n) const
self tmp = *this;
return tmp -= n;
reference operator[](difference_type n) const return *(*this + n);
;
insert方法
deque::insert方法先判断插入元素在容器的前半部分还是后半部分,再将数据往比较短的那一半推
iterator insert(iterator position, const value_type &x)
if (position.cur == start.cur) // 若插入位置是容器首部,则直接push_front
push_front(x);
return start;
else if (position.cur == finish.cur) // 若插入位置是容器尾部,则直接push_back
push_back(x);
iterator tmp = finish;
--tmp;
return tmp;
else
return insert_aux(position, x);
template<class T, class Alloc, size_t BufSize>
typename deque<T, Alloc, BufSize>::iterator deque<T, Alloc, BufSize>::insert_aux(iterator pos, const value_type &x)
difference_type index = pos - start; // 插入点前的元素数
value_type x_copy = x;
if (index < size() / 2) // 1. 如果插入点前的元素数较少,则将前半部分元素向前推
push_front(front()); // 1.1. 在容器首部创建元素
// ...
copy(front2, pos1, front1); // 1.2. 将前半部分元素左移
else // 2. 如果插入点后的元素数较少,则将后半部分元素向后推
push_back(back()); // 2.1. 在容器末尾创建元素
copy_backward(pos, back2, back1); // 2.2. 将后半部分元素右移
*pos = x_copy; // 3. 在插入位置上放入元素
return pos;
以上是关于STL—deque使用及源码剖析的主要内容，如果未能解决你的问题，请参考以下文章
STL 源码剖析读书笔记四：序列式容器之 dequestackqueue