本文檔深入分析了std::deque,並提供了一個指導思想:當考慮到內存分配和執行性能的時候,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在內存分配和性能的不同表現。由於deque> 和vector的用法很相似,讀者可以參考vector 文檔中介紹如何使用STL容器。
Deque總覽
deque和vector一樣都是標準模板庫中的內容,deque是雙端隊列,在接口上和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的成員函數和操作,進行對比參考。
Deque成員函數
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函數
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描述
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c.assign(beg,end)
c.assign(n,elem)
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將[beg; end)區間中的數據賦值給c。
將n個elem的拷貝賦值給c。
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c.at(idx)
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傳回索引idx所指的數據,如果idx越界,拋出out_of_range。
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c.back()
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傳回最後一個數據,不檢查這個數據是否存在。
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c.begin()
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傳回迭代器重的可一個數據。
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c.clear()
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移除容器中所有數據。
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deque<Elem> c
deque<Elem> c1(c2)
Deque<Elem> c(n)
Deque<Elem> c(n, elem)
Deque<Elem> c(beg,end)
c.~deque<Elem>()
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創建一個空的deque。
複製一個deque。
創建一個deque,含有n個數據,數據均已缺省構造產生。
創建一個含有n個elem拷貝的deque。
創建一個以[beg;end)區間的deque。
銷燬所有數據,釋放內存。
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c.empty()
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判斷容器是否為空。
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c.end()
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指向迭代器中的最後一個數據地址。
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c.erase(pos)
c.erase(beg,end)
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刪除pos位置的數據,傳回下一個數據的位置。
刪除[beg,end)區間的數據,傳回下一個數據的位置。
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c.front()
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傳回地一個數據。
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get_allocator
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使用構造函數返回一個拷貝。
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c.insert(pos,elem)
c.insert(pos,n,elem)
c.insert(pos,beg,end)
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在pos位置插入一個elem拷貝,傳回新數據位置。
在pos位置插入>n個elem數據。無返回值。
在pos位置插入在[beg,end)區間的數據。無返回值。
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c.max_size()
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返回容器中最大數據的數量。
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c.pop_back()
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刪除最後一個數據。
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c.pop_front()
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刪除頭部數據。
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c.push_back(elem)
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在尾部加入一個數據。
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c.push_front(elem)
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在頭部插入一個數據。
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c.rbegin()
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傳回一個逆向隊列的第一個數據。
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c.rend()
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傳回一個逆向隊列的最後一個數據的下一個位置。
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c.resize(num)
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重新指定隊列的長度。
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c.size()
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返回容器中實際數據的個數。
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C1.swap(c2)
Swap(c1,c2)
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將c1和c2元素互換。
同上操作。
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Deque操作
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函數
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描述
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operator[]
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返回容器中指定位置的一個引用。
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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,我們使用哪一個更好呢?
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++標準裏解釋了這個問題,下面有一個片斷:
vector在默認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一個更好的選擇。
有趣的是,本文就是要非常徹底地理解這句話。
什麼是新的?
細讀上面兩張表格,你會發現和vector比較這裏增加了兩個函數。
1、c.push_front(elem) —— 在頭部插入一個數據。
2、c.pop_front() —— 刪除頭部數據。
調用方法和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可以在前後加入數據。>
缺少了什麼?
同時你也會發現相對於vector> 缺少了兩個函數,你將瞭解到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。
這裏是我們真正研究的開始,這裏説明deque> 和vector它們在管理內部存儲的時候是完全不同的。deque是大塊大塊地分配內存,每次插入固定數量的數據。vector是就近分配內存(這可能不是一個壞的事情)。但我們應該關注是,vector每次增加的內存足夠大的時候,在當前的內存不夠的情況。下面的實驗來驗證deque不需要 capacity()和reserve()> 是非常有道理的。