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【C++学习】deque容器

news 2025/11/6 10:18:18

一、deque 的核心特性

deque 是 STL 中 “全能型” 容器，核心价值是兼顾双端高效操作和随机访问，尤其适合需要频繁在首尾增删元素，同时又需通过索引访问的场景。实际开发中，若不确定用 vector 还是 list，且有双端操作需求，deque 是优先选择。

双端高效操作

首尾插入（push_front/push_back）、首尾删除（pop_front/pop_back）的时间复杂度均为 O(1)，这是它区别于 vector（仅尾端高效）和 list（随机访问低效）的核心优势；

随机访问支持

可通过索引（[]/at()）访问元素，时间复杂度 O(1)，但效率略低于 vector（底层结构更复杂）；

动态扩容

无需提前固定大小，扩容时不移动全部元素（与 vector 不同），内存利用率更高；

底层结构

并非完全连续内存，而是由「多个连续内存块 + 中控数组」组成 —— 中控数组存储各内存块的地址，元素访问时先通过中控数组定位内存块，再访问块内元素，兼顾了双端操作和随机访问效率；
模板实现：支持存储任意类型（int、string、自定义类等），定义时需指定元素类型（如 deque）。

二、deque 的常用操作

1. 初始化（5 种常见方式）

#include <deque>
#include <iostream>
using namespace std;int main() {// 1. 空deque（默认初始化）deque<int> d1;// 2. 初始化n个默认值元素（int默认0，string默认空串）deque<int> d2(5);         // 5个0：[0,0,0,0,0]deque<string> d3(3);      // 3个空串：["","",""]// 3. 初始化n个指定值元素deque<int> d4(4, 10);     // 4个10：[10,10,10,10]// 4. 用初始化列表赋值（C++11+）deque<int> d5 = {1, 2, 3, 4};  // [1,2,3,4]deque<int> d6{5, 6, 7};        // 等价于d5的写法// 5. 拷贝其他deque（深拷贝）deque<int> d7(d5);        // 拷贝d5：[1,2,3,4]deque<int> d8 = d6;       // 拷贝d6：[5,6,7]return 0;
}

2.元素访问（4 种方式，与 vector 类似）

int main() {deque<int> d = {10, 20, 30, 40};// 1. 索引访问（[]）：无越界检查，越界会崩溃cout << d[0] << endl;  // 10cout << d[2] << endl;  // 30// 2. at() 访问：有越界检查，越界抛异常（更安全）cout << d.at(1) << endl;  // 20// d.at(10);  // 抛出 out_of_range 异常// 3. 访问首尾元素（核心优势，高效）cout << d.front() << endl;  // 首元素：10cout << d.back() << endl;   // 尾元素：40// 4. 迭代器/范围for遍历for (deque<int>::iterator it = d.begin(); it != d.end(); ++it) {cout << *it << " ";  // 10 20 30 40}for (int x : d) {cout << x << " ";  // 10 20 30 40}return 0;
}

3. 元素修改（双端操作是核心）

int main() {deque<int> d;// 1. 双端插入（核心功能，O(1)）d.push_back(10);   // 尾插：[10]d.push_back(20);   // 尾插：[10,20]d.push_front(5);   // 首插：[5,10,20]d.push_front(1);   // 首插：[1,5,10,20]// 2. 双端删除（核心功能，O(1)）d.pop_back();      // 尾删：[1,5,10]d.pop_front();     // 首删：[5,10]// 3. 中间插入/删除（效率低于 list，O(n)）// 在索引1处插入3（迭代器定位）d.insert(d.begin() + 1, 3);  // [5,3,10]// 删除索引0的元素d.erase(d.begin());          // [3,10]// 4. 清空元素（clear）：size变为0，容量可能保留d.clear();        // 空dequereturn 0;
}

4. 容量与大小操作

int main() {deque<int> d(4, 10);  // 初始：size=4// 1. 获取当前元素个数（size）cout << "size: " << d.size() << endl;  // 4// 2. 检查是否为空（empty）cout << "empty: " << (d.empty() ? "是" : "否") << endl;  // 否// 3. 调整大小（resize）：新增元素补默认值/指定值d.resize(6);    // size=6，新增2个0：[10,10,10,10,0,0]d.resize(8, 5); // size=8，新增2个5：[10,10,10,10,0,0,5,5]// 4. 预留容量（reserve）：deque的reserve仅保证容量不小于n，不收缩容量d.reserve(10);  // 容量至少为10，size仍为8return 0;
}