C++ 学习之Deque容器

C++ Deque容器概念

Deque（Double-Ended Queue，双端队列）是C++标准库中的一种容器，允许在两端进行高效地插入和删除操作。Deque与Vector类似，但相比于Vector，Deque在两端插入和删除元素的效率更高。

Deque具有以下特点和概念：

双端操作：Deque支持在头部和尾部进行插入和删除等操作，因此可以被视为同时具备了Stack（栈）和Queue（队列）的特性。

随机访问：Deque允许通过索引随机访问其中的元素，因此可以像数组一样方便地访问任意位置的元素。

动态大小：Deque的大小可以动态调整，可以根据需要动态增长或缩小其大小，而且不像数组一样需要提前指定大小。

连续内存块：Deque内部通常由多个连续的内存块组成，不像Vector那样只有一个单独的内存块，这使得Deque能够快速地在两端执行插入和删除操作。

迭代器支持：Deque支持各种迭代器，包括顺序迭代器、逆序迭代器等，可以方便地对Deque中的元素进行遍历和操作。

Deque是一种非常灵活和高效的容器，适用于需要在两端频繁插入和删除元素，并且需要随机访问元素的场景。在使用Deque时，可以根据具体情况选择合适的操作和方法，以实现高效和方便的数据处理。

C++ Deque容器构造函数

C++中的Deque容器具有多个构造函数，允许我们以不同的方式创建Deque对象。以下是Deque容器的常用构造函数：

默认构造函数：

std::deque<T> myDeque;

创建一个空的Deque对象，其中T表示元素的数据类型。

拷贝构造函数：

std::deque<T> myDeque(otherDeque);

从另一个Deque对象 otherDeque 拷贝构造一个新的Deque对象 myDeque。

带有初始值和大小的构造函数：

std::deque<T> myDeque(count, value);

创建一个包含 count 个初始化为 value 的元素的Deque对象 myDeque。

带有迭代器范围的构造函数：

std::deque<T> myDeque(beginIter, endIter);

使用迭代器范围 [beginIter, endIter) 内的元素创建一个新的Deque对象 myDeque。

除了上述构造函数，Deque还提供其他自定义构造函数和可选参数，可以根据特定需求来选择合适的构造函数。

C++ Deque容器赋值操作

在C++中，可以使用赋值操作符（=）或assign()函数将一个Deque容器赋值给另一个Deque容器。下面是Deque容器的赋值操作示例：

使用赋值操作符（=）：

std::deque<int> deque1 = {1, 2, 3, 4, 5};  // 初始化deque1std::deque<int> deque2;                   // 初始化空的deque2deque2 = deque1;  // 使用赋值操作符将deque1赋值给deque2// 输出deque2的元素for (const auto& element : deque2) {    std::cout << element << " ";}// 输出结果：1 2 3 4 5

使用assign()函数：

std::deque<int> deque1 = {1, 2, 3, 4, 5};  // 初始化deque1std::deque<int> deque2;                   // 初始化空的deque2deque2.assign(deque1.begin(), deque1.end());  // 使用assign()函数将deque1赋值给deque2// 输出deque2的元素for (const auto& element : deque2) {    std::cout << element << " ";}// 输出结果：1 2 3 4 5

无论使用赋值操作符还是assign()函数，都能够将一个Deque容器完整地复制给另一个Deque容器。如果目标Deque容器已经包含了元素，赋值操作将清空目标容器并将源容器的元素复制到目标容器中。赋值操作只会复制元素的值，并不会共享底层内存。

C++ Deque容器大小操作

在C++中，Deque容器提供了多种方法来获取和调整其大小。以下是Deque容器常用的大小操作：

size()函数：
size()函数用于返回Deque容器中元素的数量。

std::deque<int> myDeque = {1, 2, 3, 4, 5};std::cout << "Deque容器的大小为：" << myDeque.size() << std::endl;// 输出结果：Deque容器的大小为：5

empty()函数：
empty()函数用于判断Deque容器是否为空，如果Deque为空则返回true，否则返回false。

std::deque<int> myDeque;if (myDeque.empty()) {    std::cout << "Deque容器为空" << std::endl;} else {    std::cout << "Deque容器不为空" << std::endl;}// 输出结果：Deque容器为空

resize()函数：
resize()函数用于调整Deque容器的大小，可以增大或缩小容器的尺寸，缩小尺寸时会删除尾部的元素。

std::deque<int> myDeque = {1, 2, 3};myDeque.resize(5); // 将Deque容器大小调整为5，新增的元素值为默认值std::cout << "调整后的Deque容器大小为：" << myDeque.size() << std::endl;// 输出结果：调整后的Deque容器大小为：5

通过以上方法，可以方便地获取Deque容器的大小，判断容器是否为空，以及调整容器的大小，从而满足不同场景下对Deque容器大小的操作需求。

C++ Deque容器插入和删除

在C++中，Deque容器提供了多种方法用于在不同位置插入和删除元素。以下是Deque容器常用的插入和删除操作：

push_back()和push_front()函数：

push_back(value)函数用于在容器的尾部插入一个元素 value。push_front(value)函数用于在容器的头部插入一个元素 value。

std::deque<int> myDeque = {1, 2, 3};myDeque.push_back(4);   // 在尾部插入元素4myDeque.push_front(0);  // 在头部插入元素0// 输出Deque容器中的元素for (const auto& element : myDeque) {    std::cout << element << " ";}// 输出结果：0 1 2 3 4

pop_back()和pop_front()函数：

pop_back()函数用于删除容器尾部的元素。pop_front()函数用于删除容器头部的元素。

std::deque<int> myDeque = {1, 2, 3, 4, 5};myDeque.pop_back();   // 删除尾部的元素myDeque.pop_front();  // 删除头部的元素// 输出Deque容器中的元素for (const auto& element : myDeque) {    std::cout << element << " ";}// 输出结果：2 3 4

insert()函数：
insert()函数用于在指定位置之前插入一个或多个元素。

std::deque<int> myDeque = {1, 2, 3, 4, 5};auto it = myDeque.begin() + 2;  // 获取迭代器指向位置2myDeque.insert(it, 6);          // 在位置2之前插入元素6// 输出Deque容器中的元素for (const auto& element : myDeque) {    std::cout << element << " ";}// 输出结果：1 2 6 3 4 5

erase()函数：
erase()函数用于删除指定位置的一个或多个元素。

std::deque<int> myDeque = {1, 2, 3, 4, 5};auto it = myDeque.begin() + 2;      // 获取迭代器指向位置2myDeque.erase(it);                  // 删除位置2处的元素// 输出Deque容器中的元素for (const auto& element : myDeque) {    std::cout << element << " ";}// 输出结果：1 2 4 5

C++ Deque容器数据存取

在C++中，Deque容器提供了多种方法用于访问和修改容器中的元素。以下是Deque容器常用的数据存取操作：

使用下标（[]）访问元素：
可以使用下标操作符 ([]) 来访问Deque容器中特定位置的元素。

std::deque<int> myDeque = {1, 2, 3, 4, 5};int firstElement = myDeque[0];  // 访问第一个元素int thirdElement = myDeque[2];  // 访问第三个元素std::cout << "第一个元素：" << firstElement << std::endl;  // 输出结果：第一个元素：1std::cout << "第三个元素：" << thirdElement << std::endl;  // 输出结果：第三个元素：3

使用at()成员函数访问元素：
at()成员函数可安全地访问给定位置的元素，并且在索引越界时会抛出std::out_of_range异常。

std::deque<int> myDeque = {1, 2, 3, 4, 5};int secondElement = myDeque.at(1);  // 访问第二个元素std::cout << "第二个元素：" << secondElement << std::endl;  // 输出结果：第二个元素：2

使用迭代器进行遍历访问：
使用迭代器对Deque容器中的元素进行遍历访问。

std::deque<int> myDeque = {1, 2, 3, 4, 5};// 使用迭代器输出Deque容器中的元素for (auto it = myDeque.begin(); it != myDeque.end(); ++it) {    std::cout << *it << " ";}// 输出结果：1 2 3 4 5

修改元素值：
可以直接通过下标或迭代器修改Deque容器中特定位置的元素值。

std::deque<int> myDeque = {1, 2, 3, 4, 5};myDeque[2] = 10;  // 修改第三个元素的值为10// 输出修改后的Deque容器中的元素for (const auto& element : myDeque) {    std::cout << element << " ";}// 输出结果：1 2 10 4 5

C++ Deque容器排序操作

在C++中，可以使用std::sort()算法对Deque容器中的元素进行排序。下面是示例代码演示如何在Deque容器中进行排序操作：

#include <iostream>#include <deque>#include <algorithm>int main() {    std::deque<int> myDeque = {5, 8, 2, 1, 7, 3};        // 排序前输出Deque容器中的元素    std::cout << "排序前的Deque容器：" << std::endl;    for (const auto& element : myDeque) {        std::cout << element << " ";    }    std::cout << std::endl;        // 使用std::sort()算法对Deque容器进行排序    std::sort(myDeque.begin(), myDeque.end());        // 排序后输出Deque容器中的元素    std::cout << "排序后的Deque容器：" << std::endl;    for (const auto& element : myDeque) {        std::cout << element << " ";    }    std::cout << std::endl;        return 0;}

在上面的示例中，首先输出了排序前的Deque容器的内容，然后使用std::sort()算法对Deque容器进行升序排序，最后输出排序后的Deque容器内容。

如果需要自定义排序方式，可以通过向std::sort()函数传递自定义的比较函数来实现。比如，如果想要按照元素的绝对值进行排序，可以编写如下的比较函数：

bool compareAbsoluteValue(int a, int b) {    return abs(a) < abs(b);}// 使用自定义排序比较函数对Deque容器进行排序std::sort(myDeque.begin(), myDeque.end(), compareAbsoluteValue);

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