C++ STL 序列性容器之 std::deque 容器

    deque 是 double-ended deque 的縮寫。它是一種動態數組形式,可以向兩端發展,因此不論在尾部或頭部插入元素,都十分迅速。在中間部分插入元素則比較費時,因爲必須移動其他元素。這是一種隨機訪問的數據類型,提供了在序列兩端快速插入和刪除操作的功能,它可以在需要的時候修改其自身大小。也就是說這是一種雙端隊列容器,完成了標準的C++數據結構中隊列的所有功能。deque對象在序列的兩端放置元素和刪除元素是高效的,而 vector 容器只是在插入序列尾部時操作纔是高效的

    請看定義:

template<class T, class A = allocator<T> >    
class deque 
{
public:
	//定義內存分配器類型 A 的別名
    typedef A allocator_type;

	//定義內存分配器 A 大小的別名, 可以代表容器的長度的類型, uint
	typedef A::size_type size_type;

	//代表兩個不同的元素之前地址差異的類型, int
    typedef A::difference_type difference_type;

	//T 的引用類型
    typedef A::reference reference;

	//T 的常量引用類型
    typedef A::const_reference const_reference;

	//對象類型T, 存儲在 deque 容器中
    typedef A::value_type value_type;

	//定義訪問 deque 的迭代器類型
	typedef T0 iterator;

	//定義訪問 deque 的常量迭代器類型
    typedef T1 const_iterator;

	//定義訪問 deque 的反向迭代器類型
	typedef reverse_iterator<iterator, value_type, reference, A::pointer, difference_type> reverse_iterator;

	//定義訪問 deque 的常量反向迭代器類型
    typedef reverse_iterator<const_iterator, value_type, const_reference, A::const_pointer, difference_type> const_reverse_iterator;

	//默認構造函數, A爲內存分配器
	explicit deque(const A& al = A());

	//構造函數, 構造 n 個值爲 v 的元素
    explicit deque(size_type n, const T& v = T(), const A& al = A());

	//拷貝構造函數
    deque(const deque& x);

	//構造函數, 範圍爲 [first, last)
	deque(const_iterator first, const_iterator last, const A& al = A());

	//返回 deque 的頭指針
	iterator begin();

	//返回 deque 的常量頭指針
    const_iterator begin() const;

	//返回 deque 的尾指針
	iterator end();

	//返回 deque 的尾指針
	iterator end() const;

	//返回反向迭代器引用, 它指向 deque 的尾部
    reverse_iterator rbegin();

	//返回反向迭代器常量引用, 它指向 deque 的尾部
	const_reverse_iterator rbegin() const;

	//返回反向迭代器引用, 它指向 deque 第一個元素
    reverse_iterator rend();

	//返回反向迭代器常量引用, 它指向 deque 第一個元素
	const_reverse_iterator rend() const;

	//重新設置元素個數爲 n, 確保 size() 返回值爲 n
    void resize(size_type n, T x = T());

	//返回 deque 元素數量
	size_type size() const;

	//返回最大可允許的 deque 元素數量值
    size_type max_size() const;

	//判斷 deque 是否爲空
	bool empty() const;

	//返回保護成員, 內存分配器
    A get_allocator() const;

	//返回位置在 pos 的元素的引用
	reference at(size_type pos);

	//返回位置在 pos 的元素的常量引用
    const_reference at(size_type pos) const;

	//重載 [], 返回位置在 pos 的元素的引用
    reference operator[](size_type pos);

	//重載 [], 返回位置在 pos 的元素的常量引用
    const_reference operator[](size_type pos);

	//返回第一個元素的引用
	reference front();

	//返回第一個元素的常量引用
    const_reference front() const;

	//返回最後一個元素的引用
	reference back();

	//返回最後一個元素的常量引用
    const_reference back() const;

	//在 deque 的頭部插入一個元素 x
	void push_front(const T& x);

	//刪除第一個元素
    void pop_front();

	//在 deque 的尾部插入一個元素 x
	void push_back(const T& x);

	//刪除最後一個元素
	void pop_back();

	//清空 deque 以前的內容, 並重新將範圍爲 [first, last) 的元素賦值給容器
    void assign(const_iterator first, const_iterator last);

	//清空 vector 以前的內容, 並重新將 n 個 x 賦值給 deque
    void assign(size_type n, const T& x = T());

	//在位置 it 前插入 x
    iterator insert(iterator it, const T& x = T());

	//在位置 it 前插入 n 個 x
    void insert(iterator it, size_type n, const T& x);

	//在位置 it 前插入範圍爲 [first, last) 的元素
    void insert(iterator it, const_iterator first, const_iterator last);

	//刪除位置在 it 的元素
    iterator erase(iterator it);

	//刪除在 [first, last) 範圍內的元素
    iterator erase(iterator first, iterator last);

	//刪除所有元素
	void clear();

	//交換兩個 vector 的元素
    void swap(deque x);
protected:
	//內存分配器, 允許你自定義一個內存分配器. 如果不自定義, 就用默認的  
	//對內存分配會有特別的要求, 這時候就要自定一個分配器
	A allocator; 
};


(1) deque 容器的初始化與賦值

#include <iostream>
#include <deque>
#include <algorithm>
#include <string>

int main()
{
	//構造函數, 開闢10個元素, 初值全部爲0
	std::deque<int> deq(10, 0);
	//首部插入兩個元素
	deq.push_front(1);
	deq.push_front(2);
	//首部彈出一個元素
	deq.pop_front();
	//尾部插入兩個元素
	deq.push_back(1);
	deq.push_back(2);
	//尾部彈出一個元素
	deq.pop_back();
	//遍歷元素
	std::deque<int>::iterator iter;
	for (iter = deq.begin(); iter != deq.end(); iter++)
	{
		std::cout << *iter << std::endl;
	}
	return 0;  
}

(2) deque容器size()、max_size()、capacity()方法的使用:

#include <iostream>
#include <deque>
#include <algorithm>
#include <string>

int main()
{
	std::deque<std::string> deq;  

	//壓入一個元素  
	deq.push_back("Element 1");  
	//.size(): 當前元素的個數  
	std::cout << "size() = " << deq.size() << std::endl;         //Output:1  
	//.max_size: 序列可控對象的個數, 允許開闢元素最大數量  
	std::cout << "max_size() = " << deq.max_size() << std::endl; //Output:134217727  
	
	//當前 deque 容器不支持使用 capacity() 計算容器的容量  
	//當前 deque 容器不支持使用 reserve() 預留空間  
 
	std::cout << "size() = " << deq.size() << std::endl;         //Output:1  
	std::cout << "max_size() = " << deq.max_size() << std::endl; //Output:134217727    

	//重新調整元素數量; 它不僅開闢了內存, 而且放置了空的新元素  
	deq.resize(2000);  
	std::cout << "size() = " << deq.size() << std::endl;         //Output:2000  
	std::cout << "max_size() = " << deq.max_size() << std::endl; //Output:134217727  

	return 0;
}

(3) deque 容器是否爲空:

	//判斷容器是否爲空
	deq.empty();

(4) deque 容器之元素訪問:

#include <iostream>
#include <deque>
#include <algorithm>
#include <string>

int main()
{
	std::deque<std::string> deq;  
	//首部插入元素
	deq.push_front("Element 1");
	//尾部插入元素
	deq.push_back("Element 2");
	
	//使用 for 循環訪問
	for (size_t index = 0; index < deq.size(); index++)
	{
		//獲取位置爲 index 的元素
		std::cout << deq.at(index) << " == "<< deq[index] << std::endl;
	}
	
	//使用迭代器訪問
	std::deque<std::string>::reverse_iterator riter;
	//如果是反向迭代器, 要全部是否反向迭代器 rbegin/ rend, 不能使用正向迭代器
	for (riter = deq.rbegin(); riter != deq.rend(); riter++)
	{
		std::cout << *riter << std::endl;;
	}
	return 0;
}

(5) deque 容器重置

#include <iostream>
#include <deque>
#include <algorithm>
#include <string>

int main()
{
	std::deque<std::string> deq_a;  
	//首部插入元素
	deq_a.push_front("Element 1");
	//尾部插入元素
	deq_a.push_back("Element 2");
	
	std::deque<std::string> deq_b;
	//重置容器b
	deq_b.assign(deq_a.rbegin(), deq_a.rend());
	//重置容器b
	deq_b.assign(3, "Element 3");

	return 0;
}

(6) deque 容器內容交換

#include <iostream>
#include <deque>
#include <algorithm>
#include <string>

int main()
{
	std::deque<std::string> deq_a;  
	//首部插入元素
	deq_a.push_front("Element 1");
	//尾部插入元素
	deq_a.push_back("Element 2");
	
	std::deque<std::string> deq_b;
	//重置容器b
	deq_b.assign(3, "Element 3");

	//交換
	deq_a.swap(deq_b);
	//算法交換
	std::swap(deq_a, deq_b);

	return 0;
}

(7) deque 容器的插入和刪除

#include <iostream>
#include <deque>
#include <algorithm>
#include <string>

void Output(char c)
{
	std::cout << c << std::endl;
}

int main()
{
	//容器初始化, 3個字符 'A'
	std::deque<char> deq_char(3, 'A');  
	//首部插入1個元素, 'S'
	deq_char.insert(deq_char.begin(), 'S');
	//尾部插入5個元素, 'J'
	deq_char.insert(deq_char.end(), 5, 'J');
	//定義另一容器
	std::deque<char> other_deq_char(5, 'P');
	//首部插入新定義的一個容器
	deq_char.insert(deq_char.begin(), other_deq_char.begin(), other_deq_char.end());
	//輸出
	std::for_each(deq_char.begin(), deq_char.end(), Output);//Output: PPPPPSAAAJJJJJ

	//刪除首部第一個元素
	deq_char.erase(deq_char.begin());
	//刪除全部元素
	deq_char.erase(deq_char.begin(), deq_char.end());
	//重新插入元素
	deq_char.insert(deq_char.begin(), other_deq_char.begin(), other_deq_char.end());
	//刪除全部元素, 等同於 erase(begin(), end())
	deq_char.clear();

	return 0;
}

(8) deque 容器的操作運算符

#include <iostream>
#include <deque>
#include <algorithm>
#include <string>

int main()
{
	//deque 容器初始化
	std::deque<int> deq_a(5, 0);
	std::deque<int>::iterator iter = deq_a.begin();
	for (int index = 0; index < 5; index++)
	{
		*iter = index;
		iter++;
	}

	int num = 0;
	//獲取第3個元素, value = 2
	num = deq_a[2];
	//獲取第4個元素, value = 3
	num = deq_a[3];

	bool result = false;
	//判斷容器是否相等
	std::deque<int> deq_b(5, 0);
	// "==" 操作運算符, 判斷容器的內容是否完全相等, result = false
	result = (deq_a == deq_b) ? true : false;
	// "!=" 操作運算符, 判斷容器的內容是否不相等, result = true
	result = (deq_a != deq_b) ? true : false; 
	// "<" 操作運算符, 容器的內容比對大小, result = false
	result = (deq_a < deq_b) ? true : false;
	// ">" 操作運算符, 容器的內容比對大小, result = true
	result = (deq_a > deq_b) ? true : false;

	deq_b.assign(deq_a.begin(), deq_a.end());
	// "==" 操作運算符, 判斷容器的內容是否完全相等, result = true
	result = (deq_a == deq_b) ? true : false;
	// ">=" 操作運算符, 容器的內容比對大小, result = true
	result = (deq_a >= deq_b) ? true : false;
	// "<=" 操作運算符, 容器的內容比對大小, result = true
	result = (deq_a <= deq_b) ? true : false;
	return 0;
}

至此,deque 容器就告一段落了,接下來將介紹List容器。



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