Deque 容器

1、Deque

（1）定义

deque容器是C++标准模版库(STL,Standard Template Library)中的部分内容。deque容器类与vector类似，支持随机访问和快速插入删除，它在容器中某一位置上的操作所花费的是线性时间。与vector不同的是，deque还支持从开始端插入数据：push_front()。

（2）底层实现

deque 即双端队列。是一种具有队列和栈的性质的数据结构。双端队列中的元素可以从两端弹出，其限定插入和删除操作在表的两端进行。

双端队列是限定插入和删除操作在表的两端进行的线性表。这两端分别称做端点1和端点2。也可像栈一样，可以用一个铁道转轨网络来比喻双端队列。在实际使用中，还可以有输出受限的双端队列（即一个端点允许插入和删除，另一个端点只允许插入的双端队列）和输入受限的双端队列（即一个端点允许插入和删除，另一个端点只允许删除的双端队列）。而如果限定双端队列从某个端点插入的元素只能从该端点删除，则该双端队列就蜕变为两个栈底相邻的栈了。

（3）使用

使用deque容器之前必须加上<deque>头文件：#include<deuqe>。

deque属于std命名域的内容，因此需要通过命名限定：using std::deque;也可以直接使用全局的命名空间方式：using namespace std。

（4）特点

优点：（1）随机访问，即[]操作和deque.at()；

（2）插入与删除方便；

（3）可在双端进行pop，push。

缺点：占用内存多。

2、成员函数

（1）构造函数

/*构造函数*/
deque<Elem> c
//创建一个空的deque
deque<Elem> c1(c2)
//复制一个deque。
deque<Elem> c(n)
//创建一个deque，含有n个数据，数据均已缺省构造产生。
deque<Elem> c(n, elem)
//创建一个含有n个elem拷贝的deque。
deque<Elem> c(beg,end)
//创建一个以[beg;end)区间的deque。
~deque<Elem>()
//销毁所有数据，释放内存。

（2）赋值操作

c.assign(n,num);
//将n个num拷贝复制到容器c
c.assign(beg,end)将[beg,end);
//区间的数据拷贝复制到容器c

示例：

deque<int> d1 {1,2,3,4,5},d2;
    d2.assign(2, 8);
    deque<int>::iterator it;
    cout << "d2.assign(n,num):";
    for(it=d2.begin();it!=d2.end();it++){
        cout << *it << " ";
    }
    d2.assign(d1.begin(), d1.begin()+3);
    cout << "d2.assign(beg,end):";
    for(it=d2.begin();it!=d2.end();it++){
        cout << *it << " ";
    }
    cout << endl;

（3）插入操作

c.push_back(num)在末尾位置插入元素
c.pop_back()删除末尾位置的元素
c.push_front(num)在开头位置插入元素
c.pop_front()删除开头位置的元素
 
c.insert(pos,num)在pos位置插入元素num
c.insert(pos,n,num)在pos位置插入n个元素num
c.insert(pos,beg,end)在pos位置插入区间为[beg,end)的元素

示例：

deque<int> d {1,2,3,4,5};
    deque<int>::iterator it;
    cout << "insert before:" ;
    for(it=d.begin();it!=d.end();it++){
        cout << *it << " ";
    }
    cout << endl;
    d.insert(d.end(),22);
    d.insert(d.end(), 3,88);
    int a[5] = {1,2,3,4,5};
    d.insert(d.begin(),a,a+3);
    cout << "insert after:" ;
    for(it=d.begin();it!=d.end();it++){
        cout << *it << " ";
    }
    cout << endl;
 
deque<int> d {1,2,3,4,5};
    d.push_back(10);
    deque<int>::iterator it;
    cout << "push_back(num):" ;
    for(it=d.begin();it!=d.end();it++){
            cout << *it << " ";
    }
    cout << endl;
 
    d.pop_back();
    cout << "pop_back(num):" ;
    for(it=d.begin();it!=d.end();it++){
        cout << *it << " ";
    }
    cout << endl;
 
    d.push_front(10);
    cout << "push_front(num):" ;
    for(it=d.begin();it!=d.end();it++){
        cout << *it << " ";
    }
    cout << endl;
 
    d.pop_front();
    cout << "pop_front(num):" ;
    for(it=d.begin();it!=d.end();it++){
        cout << *it << " ";
    }
    cout << endl;
    return 0;

（4）删除操作

c.clear()清除c容器中拥有的所有元素
 
c.erase(pos)删除pos位置的元素c.erase(beg,end)删除区间为[beg,end)的元素
c.erase(beg,end)删除区间为[beg,end)之间的元素

示例：

deque<int> d {1,2,3,4,5};
    deque<int>::iterator it;
    cout << "clear before:" ;
    for(it=d.begin();it!=d.end();it++){
        cout << *it << " ";
    }
    cout << endl;
    d.clear();
    cout << "clear after:" ;
    for(it=d.begin();it!=d.end();it++){
        cout << *it << " ";
    }
    cout << endl;
 
deque<int> d {1,2,3,4,5};
    d.erase(d.begin());
    deque<int>::iterator it;
    cout << "erase(pos) after:" ;
    for(it=d.begin();it!=d.end();it++){
        cout << *it << " ";
    }
    cout << endl;
    d.erase(d.begin(), d.begin()+3);
    cout << "erase(beg,end) after:" ;
    for(it=d.begin();it!=d.end();it++){
        cout << *it << " ";
    }
    cout << endl;

（5）定位操作

c.begin()返回指向第一个元素的迭代器
c.end()返回指向最后一个元素下一个位置的迭代器
 
c.rbegin()返回指向反向队列的第一个元素的迭代器(即原队列的最后一个元素)
c.rend()返回指向反向队列的最后一个元素的下一个位置(即原队列的第一个元素的前一个位置)
 
c.at(pos)返回索引为pos的位置的元素,会执行边界检查,如果越界抛出out_of_range异常
 
c.front()返回c容器的第一个元素
c.back()返回c容器的最后一个元素

示例：

deque<int> d {1,2,3,4,5};
 deque<int>::iterator it;
 for(it=d.begin();it!=d.end();it++){
 cout << *it << " ";
 }
cout << endl;
 
deque<int> d {1,2,3,4,5};
deque<int>::reverse_iterator it;
for(it=d.rbegin();it!=d.rend();it++){
cout << *it << " ";
}
cout << endl;
 
deque<int> d {1,2,3,4,5};
cout << "d.at(pos):" << d.at(2);
return 0;
 
deque<int> d {1,2,3,4,5};
if(!d.empty()){
    cout << "d.front():" << d.front() << endl;
    cout << "d.back(): " << d.back() << endl;
  }

（6）数据大小

c.empty()判断c容器是否为空
c.size()返回c容器中实际拥有的元素个数
c.max_size()返回c容器可能存放元素的最大数量
c.resize(num)从新定义容器的大小

示例：

deque<int> d {1,2,3,4,5};
    if(!d.empty()){
        cout << "d is not empty!" << endl;
    }else{
        cout << "d is empty!" << endl;
    }
    return 0;
 
deque<int> d {1,2,3,4,5};
cout << "d.size():" << d.size() << endl;
return 0;
 
deque<int> d {1,2,3,4,5};
cout << "d.max_size():" << d.max_size() << endl;
return 0;
 
deque<int> d {1,2,3,4,5};
    cout << "d.size():" << d.size() << endl;
    d.resize(d.size()+5);
    cout << "d.resize() after:" << d.size() <<endl;
    deque<int>::iterator it;
    cout << "resize() after:" ;
    for(it=d.begin();it!=d.end();it++){
    cout << *it << " ";
    }
    cout << endl;

（7）交换操作

c1.swap(c2)交换容器c1,c2;
swap(c1,c2)同上。

示例：

deque<int> d1 {1,2,3,4,5},d2,d3;
    d1.swap(d2);
    deque<int>::iterator it;
    cout << "d1 swap after:" ;
    for(it=d1.begin();it!=d1.end();it++){
        cout << *it << " ";
    }
    cout << endl;
    cout << "d2 swap after:" ;
    for(it=d2.begin();it!=d2.end();it++){
        cout << *it << " ";
    }
    cout << endl;
 
    swap(d3,d2);
    cout << "d3 swap after:" ;
    for(it=d3.begin();it!=d3.end();it++){
        cout << *it << " ";
    }
    cout << endl;

（8）重载运算符

operator==
operator!=
operator<
operator<=
operator>
operator>=

示例：

deque<int> d1 {1,2,3,4,5},d2;
    d2 = d1;
    deque<int>::iterator it;
    for(it=d2.begin();it!=d2.end();it++){
        cout << *it << " ";
    }
    cout << endl;