deque

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deque,她的意思为双端队列(double-ended queue)。逻辑上看，deque和vector都是连续空间。相比于vector只能从尾部增长元素，而deque可在双侧增加元素。但是从存储结构上，deque并非是连续空间存储的。它是分段连续的。对于vector存储（申请的内存）的增长，可以描述为三个步骤1.申请内存2.搬移元素3释放原先的使用的内存。而由于deque其特殊的数据结构，如下图所示，省去这三个步骤。（但是仍然需要申请buffer去存储新元素，不用去搬移旧有元素了）。

deque的组成(数据成员)：

iterator start;
iterator finish;
map_pointer map;
size_type mapsize;//map大小

由于其特殊的数据结构，其迭代器的设计也会较为繁琐。因为是分段连续的。尤其是跨过分段是的特殊处理需要尤其注意。对于下图的说明：map存储着各个buffer(存储数据的数据段)的指针。迭代器（start,finish）则存储着该元素所在buffer的首尾，以及，目前所在位置（cur)，还有其所在buffer在map上的信息。因此迭代器的设计较与vector的设计还是非常复杂的。

 

 

deque的构造与析构

构造函数：与vector,string之前的构造函数类似

构造函数类型	具体函数
default (1)	deque(); explicit deque (const allocator_type& alloc);
fill (2)	explicit deque (size_type n, const allocator_type& alloc = allocator_type()); deque (size_type n, const value_type& val, const allocator_type& alloc = allocator_type());
range (3)	template < class InputIterato r> deque (InputIterator first, InputIterator last, const allocator_type& alloc = allocator_type());
copy (4)	deque (const deque& x); deque (const deque& x, const allocator_type& alloc);
move (5)	deque (deque&& x); deque (deque&& x, const allocator_type& alloc);
initializerlist(6)	deque (initializer_list il, const allocator_type& alloc = allocator_type());

 

= 赋值

赋值函数类型	等号重载
copy (1)	deque& operator= (const deque& x); //拷贝赋值函数
move (2)	deque& operator= (deque&& x); //移动赋值函数
initializer list (3)	deque& operator= (initializer_list il);//利用初始化列表进行赋值

assign

赋值函数类型	重载
range (1)	template void assign (InputIterator first, InputIterator last);
fill (2)	void assign (size_type n, const value_type& val) ;
initializer list (3)	void assign (initializer_list il);

 

deque元素访问

迭代器(类指针访问方式)

值得注意的是：虽然deque的内存表现不是连续的（分段连续），但是通过存储的数据，通过对一些符号的重载，仍能使得我们像连续空间那样去使用迭代器。迭代器只不过是定义了一堆行为像指针的类而已。对于下面的各个函数，其中以“c"开头的函数（如cbegin()、cend())，返回的是const iterator类型（类似于指向常量的指针），而"r"与”cr“开头表示(const and reverse)，反向迭代器以及常量反向迭代器。

Iterators
begin cbegin	returns an iterator to the beginning (public member function)
end cend	returns an iterator to the end (public member function)
rbegin crbegin	returns a reverse iterator to the beginning (public member function)
rend crend	returns a reverse iterator to the end (public member function)

元素访问

Element access	函数原型及其说明
at	access specified element with bounds checking (public member function),带有边界检查的访问特定元素访问方式 reference at( size_type pos ); const_reference at( size_type pos ) const;
operator[]	access specified element (public member function) reference operator[ ] ( size_type pos ); const_reference operator[ ] ( size_type pos ) const;
front	access the first element (public member function) reference front(); const_reference front() const;
back	access the last element (public member function) reference back(); const_reference back() const;

容量与大小

不同与vector,string有capacity函数可以查看已经申请的空间。而deque不行。实际通过了解其的数据成员可以知道，不像vector有end_of_storage这样的迭代器，并且也可以知道他也

Capacity	函数原型及说明
empty	checks whether the container is empty (public member function),判断容器是否为空 bool empty() const;
size	returns the number of elements (public member function) size_type size() const;
max_size	returns the maximum possible number of elements (public member function)，返回可能的最大元素个数 size_type max_size() const;
shrink_to_fit(C++11)	reduces memory usage by freeing unused memory (public member function),可以释放内存 void shrink_to_fit();

容器修改

对于clear函数。对于vector不会释放其内存空间。而clear会。（这点可以通过申请一个比较大的内存的deque,然后观察程序的占用内存变化，可以清楚看到deque的clear是会释放内存的)。对于使用clear后的所占有的内存大小。可以参考，《STL源码分析》中的一段话：deque的最初状态（无任何元素时）保有一个缓冲区，因此，clear()完成之后回复初始状态，也一样要保留一个缓冲区。

对于emplace，这个函数是想要通过传入的参数以及所申请的空间，直接在指定位置构造新元素。由于内存结构仍然是线性的，所以在中间部分emplace的效率仍然是很低的，不如list以及foward_list。

对于swap。在vector有这样的小技巧（可以使一个vector对象与一个右值swap,可以达到释放空间的目的）

vector<int> v1{1,2,3};
v1.swap((vector<int>){1});//对于vector可行，对于deque不可行，因为没有传入右值参数的函数原型
​

 

Modifiers	函数原型及说明
clear	clears the contents (public member function),清除内容，所有迭代器失效。deque的clear会清除部分申请的内存空间！ void clear();
insert	inserts elements (public member function)依据传入参数分类 single element (1) 单元素 iterator insert (iterator position, const value_type& val); fill (2) 填充 void insert (iterator position, size_type n, const value_type& val); range (3) 通过迭代器的范围插入（要求值类型一致） template < class InputIterator > void insert (iterator position, InputIterator first, InputIterator last);
emplace(C++11)	constructs element in-place (public member function)在指定位置构造元素 template <class... Args> iterator emplace (const_iterator position, Args&&... args);
erase	erases elements (public member function) iterator erase (const_iterator position ); iterator erase (const_iterator first, const_iterator last );
push_back	adds an element to the end (public member function) void push_back (const value_type& val); void push_back (value_type&& val);
emplace_backC++11)	constructs an element in-place at the end (public member function) template <class... Args> void emplace_back (Args&&... args);
pop_back	removes the last element (public member function) void pop_front();
push_front	inserts an element to the beginning (public member function) void push_front (const value_type& val); void push_front (value_type&& val);
emplace_frontC++11)	constructs an element in-place at the beginning (public member function) template <class... Args> void emplace_front (Args&&... args);
pop_front	removes the first element (public member function) void pop_front();
resize	changes the number of elements stored (public member function) void resize (size_type n); void resize (size_type n, const value_type& val);
swap	swaps the contents (public member function) void swap (deque& x);

 

 

Reference

[1]《STL源码剖析》候捷

[2]C++ STL 体系结构与内核分析--从平地到万丈高楼-----候捷视频课程,https://www.bilibili.com/video/av45108908

[3]http://www.cplusplus.com/reference/deque/deque/

[4]https://en.cppreference.com/w/cpp/container/deque