深入了解deque在C++中的应用

一、基础概念

Deque是双向队列（Double-Ended Queue）的缩写，是一种常见的数据结构。在C++ STL中，deque是一个可变长数组，允许在队列的两端进行插入和删除操作。

使用deque的优势是：可以在队列的头部和尾部进行插入和删除操作，并且访问双向队列中的任意元素的时间复杂度为O(1)。因此deque在需要频繁在队列头部和尾部进行操作的场景中，比vector更加高效。

二、使用deque的注意事项

在使用deque时需要注意以下几点：

1、deque支持随机访问元素，可以使用下标访问。但是在插入和删除时，我们应该尽量使用双端迭代器，而不是使用下标，因为使用下标可能会导致元素的移动。

//使用迭代器在队头插入元素
deque
    d;
d.push_front(10);
d.push_front(20);
d.push_front(30);
deque
    ::iterator it = d.begin();
d.insert(it, 40);
//使用下标在队中间删除元素
deque
      d{10, 20, 30, 40, 50};
d.erase(d.begin()+2); //删除30
     
    
   

2、当需要在deque的中间进行插入或删除时，应该使用insert或erase函数进行操作。

//在队中间插入元素
deque
    d{10, 20, 30, 40, 50};
deque
    ::iterator it = d.begin();
it += 2;
d.insert(it, 25);

//在队中间删除元素
deque
      d{10, 20, 30, 40, 50};
deque
      ::iterator it = d.begin();
it += 2;
d.erase(it);
      
     
    
   

3、当使用deque存储自定义类型时，需要在类中实现小于运算符（operator<）。

class Person {
public:
    string name;
    int age;
    bool operator<(const Person& p) const {
        return age < p.age;
    }
};

deque
    d{{"Tom", 20}, {"Lucy", 18}, {"Mary", 25}};
sort(d.begin(), d.end());
for (auto& p : d) {
    cout << p.name << " " << p.age << endl;
}
   

三、deque与其他数据结构的比较

在实际开发中，我们需要根据场景的不同选择合适的数据结构。下面对比deque与其他数据结构：

1、deque与vector的比较：

vector和deque都是可变长数组，不同之处在于vector只支持在末尾插入和删除元素，而deque则支持在队头和队尾进行操作。因此，当需要在队头进行频繁的插入和删除操作时，应该使用deque。

//使用vector进行队头插入
vector
    v{10, 20, 30};
v.insert(v.begin(), 5);
v.insert(v.begin(), 15);
v.erase(v.begin());
for (auto& item : v) {
    cout << item << " ";
}
//输出：15 5 10 20 30
   

//使用deque进行队头插入
deque
    d{10, 20, 30};
d.push_front(5);
d.push_front(15);
d.pop_front();
for (auto& item : d) {
    cout << item << " ";
}
//输出：5 10 20 30
   

2、deque与list的比较：

list是一个双向链表，可以在任意位置进行插入和删除操作。而deque则是一个由数组实现的双向队列。当需要随机访问时，应该使用deque，当需要在任意位置进行频繁的插入和删除操作时，应该使用list。

四、总结

deque是一个常见的数据结构，可以在队头和队尾进行插入和删除操作。使用deque可以提高程序的效率，特别是在需要进行频繁的插入和删除操作时。

在实际开发中，需要根据场景的不同选择合适的数据结构，例如在需要随机访问时，应该使用vector或deque；在需要在任意位置进行频繁的插入和删除操作时，应该使用list。