c++标准库——deque容器

c++标准库——deque容器

四月 8th, 2010 by ewangplay

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deque容器在逻辑结构上跟vector容器非常相似，唯一的不同就是deque容器双向增长，在开头和结果插入删除元素都同样高效。但是在内部的实现结构上跟vector容器大相径庭，deque容器的元素并不是分布在连续的内存空间中，而是分为多个不同的内存块，第一内存块和最后一个内存块在增长方向上刚好相反。
1 deque容器的能力
和vector容器相比，deque容器有下面一些能力特征：

• 在容器开头和结尾插入和删除元素都同样高效。
• deque容器的内部结构跟vector容器不同，不是连续的平面结构，所以一般来说对deque容器元素的访问和iterator的移动操作跟vector相比有些缓慢。
• 因为deque容器的内部结构是由多个不同的内存块组成，所以deque的迭代器(iterator)不再可能是普通的指针，而是一种进行了封装的智能指针。
• 因为deque容器的内部结构是由多个不同的内存块组成，所以对于一些对内存块大小有限制的系统，deque容器容纳的最大元素数目可能要比vector多。也就是说max_size()的返回值可能比较大。
• deque容器没有提供对自身的capacity进行的控制的外部接口，对内存的管理完全由自身负责。除了在容器开头和结尾插入和删除元素外，其他的插入和删除操作都会使对应的元素引用、指针和迭代器失效。因为deque容器的内部结构是由多个不同的内存块组成，所以在插入和删除操作上通常要比vector高效，因为不同移动所有的元素。
• deque容器的内存块当不再使用时，可能会被释放掉，所以跟vector容器的单项增长不同，deque容器的内存大小会缩减。但什么时机释放不再使用的内存块，决定于具体的实现。
• 跟vector容器相同，在中间插入和删除元素时效率较低。
• 跟vector容器相同，deque的iterator也是随机访问迭代器。

综上所述，当下列需求吻合时，你应该选择deque容器：

• 你需要在开头和结尾两个方向操作（插入、删除）元素。
• 你不需要引用(reference)容器中的元素。
• 你需要容器所占用的内存空间自动调整，特别是自动释放内存。

2 deque容器的操作

deque容器的操作接口跟vector容器极为相似，区别之处在以下两点：

• deque容器不提供对capacity进行控制的接口（capacity()和reserve()函数）。
• deque容器提供了在容器开始位置操纵元素的接口push_front()和pop_front()。

对于deque容器，仍然需要注意的两点是：

• 对于随机元素访问操作符at(), [], front(), back(), 除了at()进行有效性检查外，其它操作符都不进行范围有效性检查，所以在使用时要特别小心。
• deque容器的插入和删除元素操作都有可能导致内存的重新分配，因此除了在容器开头和结尾插入删除元素外，其它时机都会使对应的元素引用、指针和迭代器失效，要特别注意。

3 deque容器的异常处理

deque容器对异常处理的支持跟vector容器基本相同，额外的push_front()和pop_front()接口行为分别对照push_back()和pop_back()接口。c++标准库提供了下面的说明：

• 如果使用push_front()或者push_back()插入元素时发生了异常，保证对原有元素没有影响，容器保持原状。
• pop_front()和pop_back()不抛出任何异常。