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深入研究 C 中的 STL Deque 容器

2008-02-23 05:25:01来源：互联网阅读 ()

　本文档深入分析了std::deque，并提供了一个指导思想：当考虑到内存分配和执行性能的时候，使用std::deque要比std::vector好。

　　介绍

　　本文深入地研究了std::deque 容器。本文将讨论在一些情况下使用deque> 比vector更好。读完这篇文章后读者应该能够理解在容量增长的过程中deque 和vector在内存分配和性能的不同表现。由于deque> 和vector的用法很相似，读者能够参考vector 文档中介绍如何使用STL容器。

　　Deque总览

　　deque和vector相同都是标准模板库中的内容，deque是双端队列，在接口上和vector很相似，在许多操作的地方能够直接替换。假如读者已能够有效地使用vector容器，下面提供deque的成员函数和操作，进行对比参考。

　　Deque成员函数

函数	描述
c.assign(beg,end) c.assign(n,elem)	将[beg; end)区间中的数据赋值给c。将n个elem的拷贝赋值给c。
c.at(idx)	传回索引idx所指的数据，假如idx越界，抛出out_of_range。
c.back()	传回最后一个数据，不检查这个数据是否存在。
c.begin()	传回迭代器重的可一个数据。
c.clear()	移除容器中任何数据。
deque<Elem> c deque<Elem> c1(c2) Deque<Elem> c(n) Deque<Elem> c(n, elem) Deque<Elem> c(beg,end) c.~deque<Elem>()	创建一个空的deque。复制一个deque。创建一个deque，含有n个数据，数据均已缺省构造产生。创建一个含有n个elem拷贝的deque。创建一个以[beg;end)区间的deque。销毁任何数据，释放内存。
c.empty()	判断容器是否为空。
c.end()	指向迭代器中的最后一个数据地址。
c.erase(pos) c.erase(beg,end)	删除pos位置的数据，传回下一个数据的位置。删除[beg,end)区间的数据，传回下一个数据的位置。
c.front()	传回地一个数据。
get_allocator	使用构造函数返回一个拷贝。
c.insert(pos,elem) c.insert(pos,n,elem) c.insert(pos,beg,end)	在pos位置插入一个elem拷贝，传回新数据位置。在pos位置插入>n个elem数据。无返回值。在pos位置插入在[beg,end)区间的数据。无返回值。
c.max_size()	返回容器中最大数据的数量。
c.pop_back()	删除最后一个数据。
c.pop_front()	删除头部数据。
c.push_back(elem)	在尾部加入一个数据。
c.push_front(elem)	在头部插入一个数据。
c.rbegin()	传回一个逆向队列的第一个数据。
c.rend()	传回一个逆向队列的最后一个数据的下一个位置。
c.resize(num)	重新指定队列的长度。
c.size()	返回容器中实际数据的个数。
C1.swap(c2) Swap(c1,c2)	将c1和c2元素互换。同上操作。

　　Deque操作

函数	描述
operator[]	返回容器中指定位置的一个引用。

　　上面这些特征和vector明显相似，所以我们会提出下面的疑问。

　　问题：假如deque和vector能够提供相同功能的时候，我们使用哪一个更好呢？

　　回答：假如您要问的话，就使用vector吧。

　　或您给个解释？

　　很高兴您这样问，的确，这并不是无中生有的，事实上，在C 标准里解释了这个问题，下面有一个片断：

　　vector在默认情况下是典型的使用序列的方法，对于deque，当使用插入删除操作的时候是个更好的选择。

　　有趣的是，本文就是要很完全地理解这句话。

　　什么是新的？

　　细读上面两张表格，您会发现和vector比较这里增加了两个函数。

　　1、c.push_front(elem) —— 在头部插入一个数据。

　　2、c.pop_front() —— 删除头部数据。

　　调用方法和c.push_back(elem)和c.pop_back()相同，这些将来会告诉我们对于deque> 会很有用，deque能够在前后加入数据。>

　　缺少了什么？

　　同时您也会发现相对于vector> 缺少了两个函数，您将了解到deque> 无需他们。

　　1、capacity()—— 返回vector当前的容量。

　　2、reserve() —— 给指定大小的vector> 分配空间。

　　这里是我们真正研究的开始，这里说明deque> 和vector他们在管理内部存储的时候是完全不同的。deque是大块大块地分配内存，每次插入固定数量的数据。vector是就近分配内存（这可能不是个坏的事情）。但我们应该关注是，vector每次增加的内存足够大的时候，在当前的内存不够的情况。下面的实验来验证deque无需capacity()和reserve()> 是很有道理的。

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