deque的使用及缺陷1、deque的构造函数2、deque的元素访问接口3、deque的

iterator的使用4、deque的增删查改4、deque的缺陷5、为什么选择deque作为stack和queue的底层默认容器

一、容器适配器

适配器是一种设计模式(设计模式是一套被反复使用的、多数人知晓的、经过分类编目的、代码设计经验的总结)该种模式是将一个类的接口转换成客户希望的另外一个接口。

在STL中虽然stack、queue和priority_dueue中也可以存放元素但是并没有将其划分在容器的行列中去而是将其称为容器适配器这就是因为stack、queue和priority_dueue中只是对其他容器的接口进行了包装。

并且在STL中stack和queue默认使用的是dequepriority_dueue默认使用的是vector。

deque即双端队列是一种双开口的连续空间的数据结构。

可以在头尾两端进行插入和删除操作。

并且时间复杂度为O(1)与vector比较头插效率高不需要移动元素与list比较空间利用率比较高。

但是deque并不是真正连续的空间而是由一段段连续的小空间拼接而成的实际deque类似于一个动态的二维数组其底层结构如下

双端队列底层是一段假象的连续空间实际是分段连续的为了维护其“整体连续”以及随机访问的假象落在了deque的迭代器身上因此deque的迭代器设计就比较复杂如下图所示

函数名称功能说明deque()无参构造dequesize_type

const

sizeof(int));dequeint::iterator

d5.begin();while

函数声明说明size()获取数据个数empty()判断是否为空resize()更该容器大小front()访问第一个元素back()访问最后一个元素

函数声明说明begin()

end()获取第一个数据位置的iterator/const_iterator

获取最后一个数据的下一个位置的iterator/const_iteratorrbegin()

rend()获取最后一个数据位置的reverse_iterator

与vector一样是一个随机访问迭代器而list是一个双向迭代器

函数名称功能说明push_back()在末尾添加元素push_front()在开头插入元素pop_back()删除最后一个元素pop_front()删除第一个元素insert()插入元素erase()删除元素swap()交换元素clear()清空有效元素operator[]访问元素

insert

由上述接口中可以看出deque是vector和list的结合体但是实际使用中并不常见而目前能看到的一个应用就是在STL中用其作为stack和queue的底层数据结构为什么呢

与vector比较deque头部插入和删除时不需要搬移元素效率特别高而且在扩容时也不需要搬移大量的元素因此其效率是比vector高的。

与list比较其底层是连续空间空间利用率比较高不需要存储额外字段。

deque并不适合遍历因为在遍历时deque的迭代器要频繁的去检测其是否移动到某段小空间的边界导致效率低下而序列式场景中可能需要经常遍历因此在实际中需要线性结构时大多数情况下优先考虑vector和listdeque的应用并不多。

所以目前能看到的一个应用就是在STL中用其作为stack和queue的底层数据结构。

5、为什么选择deque作为stack和queue的底层默认容器

stack是一种后进先出的特殊线性数据结构因此只要具有push_back()和pop_back()操作的线性结构都可以作为stack的底层容器比如vector和list都可以queue是先进先出的特殊线性数据结构只要具有push_back()和pop_front()操作的线性结构都可以作为queue的底层容器比如list。

在STL中stack和queue默认选择deque作为其底层容器主要原因是

stack和queue不需要遍历因此stack和queue没有迭代器只需要在固定的一端或者两端进行操作。

在stack中元素增长时deque比vector的效率高(扩容时不需要搬移大量数据)queue中的元素增长时deque不仅效率高而且内存使用率高。

综上所述stack和queue结合了deque的优点而完美避开了其缺陷。