std::deque双端队列介绍

Posted 2020-10-07 xuelei

在建立vector容器时，一般来说伴随这建立空间->填充数据->重建更大空间->复制原空间数据->删除原空间->添加新数据，如此反复，保证vector始终是一块独立的连续内存空间；在建立deque容器时，一般便随着建立空间->建立数据->建立新空间->填充新数据，如此反复，没有原空间数据的复制和删除过程，是由多个连续的内存空间组成的。

C++ STL容器deque和vector很类似，也是采用动态数组来管理元素。

与vector不同的是deque的动态数组首尾都开放，因此能够在首尾进行快速地插入和删除操作。

deque的逻辑结构：

 

 

deque的内部结构

deque是一种优化了的对序列两端元素进行添加和删除操作的基本序列容器。通常由一些独立的区块组成，第一区块朝某方向扩展，最后一个区块朝另一方向扩展。它允许较为快速地随机访问但它不像vector一样把所有对象保存在一个连续的内存块，而是多个连续的内存块。并且在一个映射结构中保存对这些块以及顺序的跟踪。

其内部结构如下图所示：

 

 

 

deque的特点：

1、支持随机访问，即支持[]以及at()，但是性能没有vector好。

2、可以在内部进行插入和删除操作，但性能不及list。

 

deque和vector的不同之处：

1、两端都能够快速插入和删除元素。vector只能在尾端进行。

2、deque的元素存取和迭代器操作会稍微慢一些。因为deque的内部结构会多一个间接过程。

3、迭代器是特殊的智能指针，而不是一般指针。它需要在不同的区块之间跳转。

4、deque可以包含更多的元素，其max_size可能更大。因为不止使用一块内存。

5、不支持对容量和内存分配时机的控制。

注意：在除了首尾两端的其他地方插入和删除元素，都将会导致指向deque元素的任何pointers、references、iterators失效。不过，deque的内存重分配优于vector。因为其内部结构显示不需要复制所有元素。

6、deque的内存区块不再被使用时，会被释放。deque的内存大小是可缩减的。不过，是不是这么做以及怎么做由实作版本定义。

 

deque和vector相似的特性：

1、在中间部分插入和删除元素相对较慢，因为所有元素都要被移动。

2、迭代器属于随即存取迭代器。

 

最好采用deque的情形：

1、需要在两端插入和删除元素。

2、无需引用容器内的元素。

3、要求容器释放不再使用的元素。

 

deque的各项操作只有一下两点和vector不同：

deque不提供容量操作：capacity()和reverse()。

deque直接提供函数完成首尾元素的插入和删除。

其他均与vector相同。

注意：
1、除了at()函数，其他成员函数都不会检查索引或迭代器是否有效。

2、元素的插入和删除可能会导致内存重新分配。所以任何插入或删除操作都会使所有指向deque元素的pointers、reference、iterators失效。唯一例外的是在首尾插入元素之后，pointers和reference可能仍然有效。

 原文地址：https://www.2cto.com/kf/201204/126761.html

 C++标准库__std::deque(双端队列),std::queue(队列)，std::stack(栈)__由stl的定义我们就可以看出 queue和stack都是基于deque实现的和常用接口