【C++】STL——deque

前言 本篇博客我们来看一个特殊的结构，它既有顺序表（vector）的随机访问，也可以有链表（list）高效的头插尾插，这就是双端队列（deque） 💓 个人主页：小张同学zkf ⏩ 文章专栏：C++ 若有问题 评论区见📝 🎉欢迎大家点赞👍收藏⭐文章

1.容器适配器

适配器是一种设计模式 ( 设计模式是一套被反复使用的、多数人知晓的、经过分类编目的、代码设

计经验的总结 ) ， 该种模式是将一个类的接口转换成客户希望的另外一个接口 。

2.STL标准库中stack和queue的底层结构

虽然 stack 和 queue 中也可以存放元素，但在 STL 中并没有将其划分在容器的行列，而是将其称为

容器适配器 ，这是因为 stack 和队列只是对其他容器的接口进行了包装， STL 中 stack 和 queue 默认

使用 deque ，比如：

3.deque的介绍

deque( 双端队列 ) ：是一种双开口的 " 连续 " 空间的数据结构 ，双开口的含义是：可以在头尾两端

进行插入和删除操作，且时间复杂度为 O(1) ，与 vector 比较，头插效率高，不需要搬移元素；与

list 比较，空间利用率比较高。

deque 并不是真正连续的空间，而是由一段段连续的小空间拼接而成的，实际 deque 类似于一个

动态的二维数组 ，其底层结构如下图所示：

双端队列底层是一段假象的连续空间，实际是分段连续的，为了维护其 “ 整体连续 ” 以及随机访问

的假象，落在了 deque 的迭代器身上， 因此 deque 的迭代器设计就比较复杂，如下图所示：

那deque是如何借助其迭代器维护其假想连续的结构呢？

4.deque缺陷

与 vector 比较 ， deque 的优势是：头部插入和删除时， 不需要搬移元素，效率特别高 ，而且在 扩

容时，也不需要搬移大量的元素 ，因此其效率是比 vector 高的。

与 list 比较 ，其底层是连续空间， 空间利用率比较高 ，不需要存储额外字段。

但是， deque 有一个致命缺陷：不适合遍历，因为在遍历时， deque 的迭代器要频繁的去检测其

是否移动到某段小空间的边界，导致效率低下 ，而序列式场景中，可能需要经常遍历，因此 在实

际中，需要线性结构时，大多数情况下优先考虑 vector 和 list ， deque 的应用并不多，而 目前能看

到的一个应用就是， STL 用其作为 stack 和 queue 的底层数据结构 。

5.为什么选择deque作为stack和queue的底层默认容器

stack 是一种后进先出的特殊线性数据结构，因此只要具有 push_back() 和 pop_back() 操作的线性

结构，都可以作为 stack 的底层容器，比如 vector 和 list 都可以； queue 是先进先出的特殊线性数据

结构，只要具有 push_back 和 pop_front 操作的线性结构，都可以作为 queue 的底层容器，比如

list 。但是 STL 中对 stack 和 queue 默认选择 deque 作为其底层容器，主要是因为：

1. stack 和 queue 不需要遍历 ( 因此 stack 和 queue 没有迭代器 ) ，只需要在固定的一端或者两端进行操作。 2. 在 stack 中元素增长时， deque 比 vector 的效率高 ( 扩容时不需要搬移大量数据 ) ； queue 中的 元素增长时， deque 不仅效率高，而且内存使用率高。

结合了 deque 的优点，而完美的避开了其缺陷。

结束语 STL容器目前先总结到这里，下一篇我们对C++的模版进一步深入 OK，感谢观看！！！