c++的deque容器是什么 双端队列的使用场景和方法【STL详解】

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deque是c++ STL中支持首尾O(1)插入删除及O(1)随机访问的双端队列,底层基于分段连续缓冲区,首尾操作不使迭代器失效,适合滑动窗口、撤销等两端频繁操作场景。

c++的deque容器是什么 双端队列的使用场景和方法【STL详解】

dequedouble-ended queue,双端队列)是 C++ STL 中的一种序列容器,支持在**头部和尾部高效地插入与删除元素**,同时也能像 vector 一样支持随机访问(通过下标 []at())。它底层通常由**分段连续的缓冲区数组**实现(非单一连续内存),兼顾了 vector 的快速随机访问和 list 的首尾操作效率。

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deque 的核心特点

• 支持 O(1) 时间复杂度的 push_front()pop_front()push_back()pop_back()
• 支持 O(1) 随机访问(operator[]at()front()back()
• 迭代器支持双向移动(++--),但**不保证迭代器失效规则像 vector 那样简单**:首尾操作不会使其他迭代器/引用/指针失效(这是 deque 的关键优势)
• 中间插入/删除(如 insert()erase() 非首尾位置)是 O(n),应避免频繁使用
内存占用略高于 vector(需维护缓冲区管理结构),缓存局部性稍差(因数据不完全连续)

deque 的典型使用场景

需要频繁在两端增删的队列类结构:比如滑动窗口最大值、任务调度中的双端优先队列、撤销/重做(一端进,另一端出)
作为动态大小的“可伸缩数组”,且不能接受 vector 在扩容时迭代器批量失效:例如线程中某线程持有 deque 中间元素的迭代器,而另一线程在首尾操作——deque 能保证该迭代器仍有效
替代 vector 处理大量首部插入需求:vector 的 insert(begin(), x) 是 O(n),deque 的 push_front(x) 是 O(1)
实现某些算法数据结构基础:如广度优先搜索(BFS)中用 deque 做队列(虽然 queue 适配器更常见),或实现“单调队列”优化 DP

deque 的常用方法速查

• 构造与赋值:deque<int> d;</int>deque<int> d(5, 10);</int>(5 个 10)、d.assign(3, 7);
• 元素访问:d[2]d.at(2)(带越界检查)、d.front()d.back()
• 插入删除:d.push_back(x)d.pop_back()d.push_front(x)d.pop_front()
• 迭代器:d.begin()d.end()d.rbegin()d.rend()
• 容量操作:d.size()d.empty()d.clear()d.resize(n)
• 扩展操作:d.insert(it, x)(O(n),慎用)、d.erase(it)d.erase(first, last)

deque 和其他容器的对比提醒

• vs vector:vector 更省内存、缓存友好、适合尾部操作+随机访问;deque 胜在首部操作稳定高效,且首尾操作不导致迭代器失效
• vs list:list 支持任意位置 O(1) 插删,但不支持随机访问,且每个节点有额外指针开销;deque 折中——只优化首尾,换来了下标访问能力
• vs queue / stack:它们是容器适配器,默认底层就是 deque(也可指定为 list);直接用 deque 更灵活,能自由访问中间、遍历、反转等

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