C++ STL中的deque

deque（双端队列）是C++标准模板库（STL）中的一个序列容器，它允许在容器的前端和后端快速插入和删除元素。与vector相比，deque提供了更灵活的数据结构，特别适合于需要频繁在两端操作元素的场景。

基本操作

1. 创建和初始化

   #include <deque>
   std::deque<int> d1; // 创建一个空的deque
   std::deque<int> d2(5, 10); // 创建一个大小为5的deque，每个元素初始化为10
   std::deque<int> d3 = {1, 2, 3, 4, 5}; // 初始化列表
   ``` 

2. 访问元素

   • at(index) 和 operator[]：访问指定位置的元素，at会检查索引范围。
   • front() 和 back()：访问第一个和最后一个元素。

   int first = d3.front(); // 1
   int last = d3.back(); // 5
   int element = d3.at(2); // 3
   

3. 修改元素

   • push_back(value) 和 push_front(value)：在deque的末尾或开头添加一个元素。
   • pop_back() 和 pop_front()：移除deque的最后一个或第一个元素。
   • insert(position, value)：在指定位置插入一个元素。
   • erase(position) 或 erase(start, end)：删除一个或多个元素。
   • clear()：清空所有元素。

   d3.push_back(6); // d3: {1, 2, 3, 4, 5, 6}
   d3.push_front(0); // d3: {0, 1, 2, 3, 4, 5, 6}
   d3.pop_back(); // d3: {0, 1, 2, 3, 4, 5}
   d3.pop_front(); // d3: {1, 2, 3, 4, 5}
   d3.insert(d3.begin() + 2, 99); // d3: {1, 2, 99, 3, 4, 5}
   d3.erase(d3.begin() + 2); // d3: {1, 2, 3, 4, 5}
   

4. 大小和容量

   • size()：返回当前元素的数量。
   • resize(n)：改变deque的大小，多出的元素会被初始化。

   size_t num_elements = d3.size(); // 5
   d3.resize(7, 100); // d3: {1, 2, 3, 4, 5, 100, 100}
   

5. 遍历

   • 使用范围for循环或迭代器。

   for (int x : d3) std::cout << x << " ";
   for (auto it = d3.begin(); it != d3.end(); ++it) std::cout << *it << " ";
   

相关算法

与vector类似，deque也可以与STL中的算法库配合使用。

1. 排序

   • 由于deque不保证所有元素在连续的内存空间，某些对内存连续性有要求的算法（如std::sort）需要注意使用。

   #include <algorithm>
   std::sort(d3.begin(), d3.end()); // 对deque进行排序
   

2. 查找

   auto it = std::find(d3.begin(), d3.end(), 3);
   if (it != d3.end()) {std::cout << "Element found: " << *it << std::endl;
   }
   

3. 计数

   int count = std::count(d3.begin(), d3.end(), 3);
   

4. 删除特定元素

   • 使用erase和remove组合来删除特定元素。

   d3.erase(std::remove(d3.begin(), d3.end(), 3), d3.end());
   

5. 遍历并执行操作

   std::for_each(d3.begin(), d3.end(), [](int& x){ x *= 2; });
   

deque是一个非常灵活的容器，适用于需要频繁在两端插入或删除元素的场景。通过结合STL的算法，可以有效地管理和处理存储在deque中的数据。