STL容器之Deque-《C++标准库(第二版)》读书笔记

写在前面：本文是阅读《C++标准库(第二版)》的读书笔记。

文章目录

7.4 Deque
- 7.4.1 Deque的能力
- 7.4.2 Deque的操作函数
- 7.4.3 Exception Handling
- 7.4.4 Deque运用实例

7.4 Deque

容器deque（发音为“deck”）和vector非常相似。它也采用dynamic array来管理元素，提供随机访问，并有着和vector几乎一模一样的接口。不同的是deque的dynamic array头和尾都开放，因此能在头尾两端进行快速安插和删除。

为了提供这种能力，deque通常实现为一组独立区块(a bunch of individual blocks) ,第一区块朝向某方向扩展，最后的区块朝另一方向扩展。

使用deque之间，必须先包含头文件< deque> :#include< deque>
其中，deque类型定义于命名空间std内的一个 class template：

namespace std{tamplate< typename T,typename Allocator = allocator<T>>class deque;
}

和vector相同，这里的第一个template参数用来指明元素类型，第二个template实参可有可无，用来指定内存模型（memory model），默认为allocator.

7.4.1 Deque的能力

Deque和vector相比，功能上的差异如下：

两端都能快速安插元素和移除元素（vector只能在尾部可以）。这些操作可以在摊提的常量时间内完成。
访问元素时deque内部结构会多一个间接过程，所以元素的访问和迭代器的动作会稍微慢一些。
迭代器需要在不同的区块间跳转，所以必须是个smart pointer,不能是个普通的pointer。
在内存区块大小有限制的系统中，deque可以内含更多元素，因为它使用不止一块内存。因此deque的max_size()可能更大。
Deque不支持对容量和内存重新分配时机的控制。特别要注意的是，除了头尾两端，在任何地点安插和删除元素都将导致指向deque元素的任何pointer、reference和iterator失效。不过，deque 的内存重分配由于vector，因为其内部结构显示，deque不必在内存重新分配时复制所有元素。
Deque会释放不再使用的内存区块。deque的内存大小使可所建的，但要不要这么做，以及如何做，由实现决定。

Deque的的以下特性和vector差不多：

在中段安插、移除元素的速度相对较慢，因为所有元素都需要移动以腾出或者填补空间。
迭代器属于random-access iterator（随机访问迭代器）。

总之，以下情形最好使用deque：

你需要在两端安插和删除元素（这是deque的拿手好戏）。
无需指向容器内的元素。
要求”不再使用的元素必须释放“（不过，C++ standard 对此无任何保证）。

7.4.2 Deque的操作函数

下面列出了deque的操作函数。

deque的各项操作只有以下两点和vector不同：

deque不提供容量操作 (capacity()和reserve()).
deque直接提供函数完成头部元素的安插和删除（push_front()和pop_front()）。

其他操作都相同。

请注意，C++11 添加了 shrink_to_fit() ，那是个不具有强制力(nonbinding)的函数，负责缩小内部内存以匹配元素个数。你可能会认为shrink_to_fit()对deque没意义，因为deque本来就会释放不再使用的区块内存。然而，deque内部用来存放”指向独立区块“的所有pointer的空间，通常不会被缩小，如果用了这个函数就有可能真的被缩小。

还有一些值得考虑的事情：

除了at(),没有任何成员函数会检查”索引或迭代器是否有效“。
除了头尾两端，在任何地点安插和删除元素都将导致指向deque元素的任何pointer、reference和iterator失效。

7.4.3 Exception Handling

原则上deque提供的异常处理和vector提供的一样。新增的操作函数push_front()和pop_front()分别对应于push_back()和pop_back()。因此C++标准库保证下列行为：
如果以push_back() 、 push_front()安插元素时发生异常，则该操作不带来任何效应。
pop_back()和 pop_front() 不会抛出任何异常。

7.4.4 Deque运用实例

#include<iostream>
#include<deque>
#include<iterator>
#include<algorithm>
#include<string>
using namespace std;int main(){//create empty deque of stringsdeque<string> coll;//insert several elementscoll.assign(3,string("string"));//复制3个 ”string“ ，赋值给coll coll.push_back("last string") ; //尾部添加一个字符串 coll.push_front("first string"); //头部添加一个字符串 //print elements separated by newlinescopy( coll.cbegin(),coll.cend(),ostream_iterator<string>(cout,"\n"));cout<<endl;//remove first and last elementcoll.pop_back();coll.pop_front();//insert "another" into every element but the firstfor(int i=1; i<coll.size();i++)coll[i]="another"+coll[i];// change size to four elementscoll.resize(4,"resized string"); //将元素数量改为4，如果size()变大，多出来的新元素都是”resized string“的拷贝 //print elements separated by newlinescopy( coll.cbegin(),coll.cend(),ostream_iterator<string>(cout,"\n"));cout<<endl;}

输出结果