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c++怎么使用std::deque容器_c++中deque双端队列的用法与特性

裘德小鎮的故事
发布: 2025-11-05 20:00:02
原创
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std::deque是C++ STL中的双端队列,支持头尾高效插入删除,兼具随机访问能力。①包含头文件<deque>并用std::deque<T>声明;②常用操作有push_back、push_front、pop_back、pop_front、front、back、size、empty;③支持下标访问和迭代器遍历,at()提供越界检查;④与vector相比,deque在头部插入更快,内存非连续,扩容不影响原有迭代器,但缓存性能略差;⑤适用于需频繁双端操作且要求随机访问的场景,如滑动窗口、任务队列。

c++怎么使用std::deque容器_c++中deque双端队列的用法与特性

在C++中,std::deque(double-ended queue,双端队列)是标准模板库(STL)提供的一个序列容器,支持在头部和尾部高效地插入和删除元素。它结合了vector的部分特性和链表的灵活性,是一种非常实用的数据结构。

deque的基本用法

要使用deque,需要包含头文件<deque>

#include <deque>

声明一个deque对象的方式如下:

std::deque<int> dq;

常用操作包括:

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  • push_back(e):在尾部添加元素
  • push_front(e):在头部添加元素
  • pop_back():删除尾部元素
  • pop_front():删除头部元素
  • front():访问第一个元素
  • back():访问最后一个元素
  • size():返回元素个数
  • empty():判断是否为空

示例代码:

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std::deque<int> dq;
dq.push_back(10); // [10]
dq.push_front(5); // [5, 10]
dq.push_back(15); // [5, 10, 15]

std::cout << dq.front() << " " << dq.back() << std::endl; // 输出: 5 15
dq.pop_front(); // [10, 15]
dq.pop_back(); // [10]

随机访问与迭代器支持

deque支持随机访问,可以通过下标或迭代器访问任意位置的元素,时间复杂度为O(1)。

  • dq[i]:访问索引i处的元素(不检查越界)
  • dq.at(i):访问索引i处的元素(会做越界检查,越界抛出std::out_of_range)
  • 支持begin()/end()、rbegin()/rend()等迭代器操作

示例:

for (size_t i = 0; i < dq.size(); ++i) {
  std::cout << dq[i] << " ";
}

// 使用迭代器遍历
for (auto it = dq.begin(); it != dq.end(); ++it) {
  std::cout << *it << " ";
}

deque与vector的主要区别

虽然deque和vector都是序列容器,但它们在实现和性能上有明显差异:

  • 插入效率:deque在头部插入(push_front)是常数时间,而vector没有此操作,若在头部插入需移动所有元素
  • 内存管理:deque不要求连续存储空间,内部由多个固定大小的块组成;vector必须是连续内存
  • 扩容代价:vector在容量不足时需重新分配并复制所有数据;deque扩容更平滑,不会使原有迭代器失效(除了被删除元素对应的)
  • 随机访问性能:vector通常更快,因为内存连续,缓存友好;deque稍慢,需间接寻址

常见应用场景

deque适合以下情况:

  • 需要频繁在两端添加或删除元素,比如实现滑动窗口、任务调度队列
  • 不确定数据总量,且不能接受vector频繁realloc带来的性能波动
  • 需要类似vector的随机访问能力,同时保留双端操作灵活性

基本上就这些。std::deque是一个功能强大、使用灵活的容器,理解其特性有助于在合适场景选择合适工具

以上就是c++++怎么使用std::deque容器_c++中deque双端队列的用法与特性的详细内容,更多请关注php中文网其它相关文章!

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