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功能#xff1a;
双端数组#xff0c;可以对头端进行插入删除操作。
deque与vector区别#xff1a; vector对于头部的插入删除效率低#xff0c;数据量越大#xff0c;效率越低。 deque相对而言#xff0c;对头部的插入删除速度回比vector快。 vector访问…1 基础概念
功能
双端数组可以对头端进行插入删除操作。
deque与vector区别 vector对于头部的插入删除效率低数据量越大效率越低。 deque相对而言对头部的插入删除速度回比vector快。 vector访问元素时的速度会比deque快,这和两者内部实现有关。 deque内部工作原理: deque内部有个中控器维护每段缓冲区中的内容缓冲区中存放真实数据。 中控器维护的是每个缓冲区的地址使得使用deque时像一片连续的内存空间。 deque容器的迭代器也是支持随机访问的。 2 代码解释
Talk is cheap, show me the code.
#includeiostream
using namespace std;
#includedeque
#includealgorithmvoid printDeque(const dequeint dd)
{//注意这里的只读迭代器的操作for (dequeint::const_iterator it dd.begin(); it ! dd.end(); it){cout *it ;}cout endl;
}/*
构造函数原型
dequeT deqT; //默认构造形式
deque(beg, end); //构造函数将[beg, end)区间中的元素拷贝给本身。
deque(n, elem); //构造函数将n个elem拷贝给本身。
deque(const deque deq); //拷贝构造函数
*/void test01()
{dequeint d1;for (int i 0; i 10; i){d1.push_back(i);}printDeque(d1);dequeint d2(d1.begin(), d1.end());printDeque(d2);dequeint d3(10, 88);printDeque(d3);dequeint d4(d3);printDeque(d4);}/*
赋值函数原型
deque operator(const deque deq); //重载等号操作符
assign(beg, end); //将[beg, end)区间中的数据拷贝赋值给本身。
assign(n, elem); //将n个elem拷贝赋值给本身。
*/void test02()
{dequeint d1;for (int i 0; i 10; i){d1.push_back(i);}dequeint d2;d2 d1;printDeque(d2);dequeint d3;d3.assign(d2.begin(), d2.end());printDeque(d3);dequeint d4;d4.assign(10, 88);printDeque(d4);
}/*
大小操作函数原型
deque.empty(); //判断容器是否为空
deque.size(); //返回容器中元素的个数
deque.resize(num); //重新指定容器的长度为num,若容器变长则以默认值填充新位置。
//如果容器变短则末尾超出容器长度的元素被删除。
deque.resize(num, elem); //重新指定容器的长度为num,若容器变长则以elem值填充新位置。
//如果容器变短则末尾超出容器长度的元素被删除。
*/// 我们发现跟vector相比没有了capacity容量相关的操作因为可以无限地扩展只需要有一段地址来维护空间void test03()
{dequeint d1;for (int i 0; i 10; i){d1.push_back(i);}printDeque(d1);if (d1.empty()){cout EMPTY endl;}else{cout d1.size() endl;}d1.resize(20, 999);printDeque(d1);
}/*
插入和删除函数原型
两端插入操作
push_back(elem); //在容器尾部添加一个数据
push_front(elem); //在容器头部插入一个数据
pop_back(); //删除容器最后一个数据
pop_front(); //删除容器第一个数据
指定位置操作
insert(pos,elem); //在pos位置插入一个elem元素的拷贝返回新数据的位置。
insert(pos,n,elem); //在pos位置插入n个elem数据无返回值。
insert(pos,beg,end); //在pos位置插入[beg,end)区间的数据无返回值。
clear(); //清空容器的所有数据
erase(beg,end); //删除[beg,end)区间的数据返回下一个数据的位置。
erase(pos); //删除pos位置的数据返回下一个数据的位置。
*/void test04()
{dequeint d1;d1.push_back(100);d1.push_back(100);d1.push_back(100);d1.push_back(100);d1.push_back(100);d1.push_back(100);printDeque(d1);d1.push_front(200);printDeque(d1);d1.pop_back();printDeque(d1);d1.pop_front();printDeque(d1);d1.insert(d1.begin() 2, 5, 1000);printDeque(d1);d1.insert(d1.end() - 1, d1.begin(), d1.end());printDeque(d1);d1.erase(d1.begin()1);printDeque(d1);d1.clear();printDeque(d1);}/*
数据存取函数原型
at(int idx); //返回索引idx所指的数据
operator[]; //返回索引idx所指的数据
front(); //返回容器中第一个数据元素
back(); //返回容器中最后一个数据元素
*/void test05()
{dequeint d1;for (int i 0; i 10; i){d1.push_back(i);}printDeque(d1);cout d1.at(2) endl;cout d1[2] endl;cout d1.front() endl;cout d1.back() endl;
}/*
排序算法
sort(iterator beg, iterator end) //对beg和end区间内元素进行排序
*/void test06()
{dequeint d1;d1.push_back(10);d1.push_back(20);d1.push_back(15);d1.push_front(89);d1.push_front(78);d1.push_front(99);printDeque(d1);sort(d1.begin(), d1.end());printDeque(d1);
}int main()
{test01();test02();test03();test04();test05();test06();system(pause);return 0;
}3 应用场景
C标准模板库STL中的deque双端队列容器是一种支持在两端高效插入和删除操作的数据结构。它在实际项目中有许多应用场景其中一些例子包括 任务调度队列 在多线程或并发编程中deque可以用作任务调度队列。新任务可以在队列的前端或后端插入而工作线程可以从队列的另一端获取任务执行。这种方式允许高效的任务调度和分发。 #include deque
#include mutex
#include threadstd::dequeTask taskQueue;
std::mutex queueMutex;void AddTask(const Task task) {std::lock_guardstd::mutex lock(queueMutex);taskQueue.push_back(task);
}Task GetTask() {std::lock_guardstd::mutex lock(queueMutex);Task task taskQueue.front();taskQueue.pop_front();return task;
}实时数据流处理 在需要高性能数据流处理的应用中deque可以用于缓存数据支持快速的数据插入和删除。这对于实时数据处理系统如金融数据处理或传感器数据处理非常有用。 #include deque
#include iostreamvoid ProcessData(std::dequeData dataQueue) {// 实时数据处理逻辑while (!dataQueue.empty()) {Data currentData dataQueue.front();dataQueue.pop_front();// 处理数据...}
}存储历史记录 在需要保留最近N个元素的场景中deque可以用于实现一个固定大小的历史记录缓存。新元素可以从一端插入而旧元素可以从另一端删除以保持缓存的大小。 #include deque
#include iostreamconst int MaxHistorySize 10;
std::dequeRecord historyDeque;void AddToHistory(const Record record) {historyDeque.push_back(record);if (historyDeque.size() MaxHistorySize) {historyDeque.pop_front();}
}实现高效的双端队列 当需要在两端执行频繁插入和删除操作时使用deque而不是vector可能更为高效因为deque的设计允许在两端进行快速操作而vector在插入或删除头部元素时的性能较差。
总的来说deque是一个灵活的数据结构适用于许多不同的应用场景其中需要高效支持两端操作的情况。
4 实际用例
下面是一个简单的示例演示了使用deque相对于vector在频繁插入和删除操作时的优势。这个示例模拟一个实时日志系统其中日志消息被不断添加到队列并定期删除旧的日志消息以保持队列的大小。
#include iostream
#include deque
#include ctime
#include cstdlibstruct LogMessage {std::string message;time_t timestamp;
};class RealTimeLogger {
public:void AddLog(const std::string message) {LogMessage log;log.message message;log.timestamp std::time(nullptr);logQueue.push_back(log);}void PruneOldLogs() {const int MaxLogCount 5;while (logQueue.size() MaxLogCount) {logQueue.pop_front();}}void PrintLogs() {for (const auto log : logQueue) {std::cout [ log.timestamp ] log.message std::endl;}std::cout std::endl;}private:std::dequeLogMessage logQueue;
};int main() {RealTimeLogger logger;// 模拟日志生成for (int i 0; i 10; i) {logger.AddLog(Log message # std::to_string(i));logger.PruneOldLogs();logger.PrintLogs();}return 0;
}在这个示例中RealTimeLogger类使用deque作为存储日志消息的容器。在每次添加日志消息时它会执行PruneOldLogs方法来删除旧的消息以保持队列的大小。由于deque支持在两端高效地进行插入和删除操作这个实现在频繁添加和删除日志消息时的性能表现更好。
当使用vector时由于在头部删除元素的代价相对较高性能可能不如deque。在实际项目中这种优势可能在需要处理大量实时数据的场景下更为明显例如日志记录、事件处理等。
