第十一章:deque类

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前言

deque是一种双开口的“连续空间”的容器。


deque的介绍

deque(双端队列):是一种双开口的"连续"空间的数据结构,双开口的含义是:可以在头尾两端进行插入和删除操作,且时间复杂度为O(1),与vector比较,头插效率高,不需要搬移元素;与list比较,空间利用率比较高

第十一章:deque类,# C++语言基础,c++,stl

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,其底层结构如下图所示:

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SGI版本选择用固定大小的缓冲区,缓冲区是否是固定大小会影响中间插入删除数据和随机访问的效率

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:
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cur:当前指向数据位置
first和last:buff数组开始和结束
node:反向指向中控数组

deque的使用

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deque的缺陷

与vector比较,deque的优势是: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,因此其效率是必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。

但是,deque有一个致命缺陷: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list,deque的应用并不多,而目前能看到的一个应用就是,STL用其作为stack和queue的底层数据结构。

而且deque中间插入删除很难搞,效率比vector高,比list低。如果想中间插入删除数据高会影响随机访问效率变低,如果想让删除数据的效率变高会影响中间插入删除数据效率变低。

综上所述,没有vector和list优点极致。

deque的应用

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。但是STL中对stack和queue默认选择deque作为其底层容器,主要是因为:

  1. 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。
  2. 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。

结合了deque的优点,而完美的避开了其缺陷。


总结

deque结合了list和vector的优点,但并没有任意一个极致。
只有经历地狱般的磨练,才能炼出创造天堂的力量。文章来源地址https://www.toymoban.com/news/detail-615394.html

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