深入研究 C 中的 STL Deque 容器

本文件深入分析了std::deque，並提供了乙個指導思想：當考慮到記憶體分配和執行效能的時候，使用std::deque要比std::vector好。

介紹

本文深入地研究了std::deque 容器。本文將討論在一些情況下使用deque> 比vector更好。讀完這篇文章後讀者應該能夠理解在容量增長的過程中deque 與vector在記憶體分配和效能的不同表現。由於deque> 和vector的用法很相似，讀者可以參考vector 文件中介紹如何使用stl容器。

deque總覽

deque和vector一樣都是標準模板庫中的內容，deque是雙端佇列，在介面上和vector非常相似，在許多操作的地方可以直接替換。假如讀者已經能夠有效地使用vector容器，下面提供deque的成員函式和操作，進行對比參考。

deque成員函式

函式描述

c.assign(beg,end)

c.assign(n,elem)

將[beg; end)區間中的資料賦值給c。

將n個elem的拷貝賦值給c。

c.at(idx)

傳回索引idx所指的資料，如果idx越界，丟擲out_of_range。

c.back()

傳回最後乙個資料，不檢查這個資料是否存在。

c.begin()

傳回迭代器重的可乙個資料。

c.clear()

移除容器中所有資料。

dequec

dequec1(c2)

dequec(n)

dequec(n, elem)

dequec(beg,end)

c.~deque()

建立乙個空的deque。

複製乙個deque。

建立乙個deque，含有n個資料，資料均已預設構造產生。

建立乙個含有n個elem拷貝的deque。

建立乙個以[beg;end)區間的deque。

銷毀所有資料，釋放記憶體。

c.empty()

判斷容器是否為空。

c.end()

指向迭代器中的最後乙個資料位址。

c.erase(pos)

c.erase(beg,end)

刪除pos位置的資料，傳回下乙個資料的位置。

刪除[beg,end)區間的資料，傳回下乙個資料的位置。

c.front()

傳回地乙個資料。

get_allocator

使用建構函式返回乙個拷貝。

c.insert(pos,elem)

c.insert(pos,n,elem)

c.insert(pos,beg,end)

在pos位置插入乙個elem拷貝，傳回新資料位置。

在pos位置插入》n個elem資料。無返回值。

在pos位置插入在[beg,end)區間的資料。無返回值。

c.max_size()

返回容器中最大資料的數量。

c.pop_back()

刪除最後乙個資料。

c.pop_front()

刪除頭部資料。

c.push_back(elem)

在尾部加入乙個資料。

c.push_front(elem)

在頭部插入乙個資料。

c.rbegin()

傳回乙個逆向佇列的第乙個資料。

c.rend()

傳回乙個逆向佇列的最後乙個資料的下乙個位置。

c.resize(num)

重新指定佇列的長度。

c.size()

返回容器中實際資料的個數。

c1.swap(c2)

swap(c1,c2)

將c1和c2元素互換。

同上操作。

deque操作

函式描述

operator

返回容器中指定位置的乙個引用。

上面這些特徵和vector明顯相似，所以我們會提出下面的疑問。

問題：如果deque和vector可以提供相同功能的時候，我們使用哪乙個更好呢？

回答：如果你要問的話，就使用vector吧。

或者你給個解釋？

非常高興你這樣問，的確，這並不是無中生有的，事實上，在c++標準裡解釋了這個問題，下面有乙個片斷：

vector在預設情況下是典型的使用序列的方法，對於deque，當使用插入刪除操作的時候是乙個更好的選擇。

有趣的是，本文就是要非常徹底地理解這句話。

什麼是新的？

細讀上面兩張**，你會發現和vector比較這裡增加了兩個函式。

1、c.push_front(elem) —— 在頭部插入乙個資料。

2、c.pop_front() —— 刪除頭部資料。

呼叫方法和c.push_back(elem)和c.pop_back()相同，這些將來會告訴我們對於deque> 會非常有用，deque可以在前後加入資料。>

缺少了什麼？

同時你也會發現相對於vector> 缺少了兩個函式，你將了解到deque> 不需要它們。

1、capacity()—— 返回vector當前的容量。

2、reserve() —— 給指定大小的vector> 分配空間。

這裡是我們真正研究的開始，這裡說明deque> 和vector它們在管理內部儲存的時候是完全不同的。deque是大塊大塊地分配記憶體，每次插入固定數量的資料。vector是就近分配記憶體（這可能不是乙個壞的事情）。但我們應該關注是，vector每次增加的記憶體足夠大的時候，在當前的記憶體不夠的情況。下面的實驗來驗證deque不需要 capacity()和reserve()> 是非常有道理的。

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