c++ deque

时间: 2023-10-18 17:32:11 浏览: 117

Deque：使用C ++实现数据结构Deque的实现

双端队列（Deque，全称Double Ended Queue）是一种线性数据结构，它允许在队列的两端进行插入和删除操作。在C++标准库中，`std::deque`是双端队列的一种实现，提供了高效且灵活的存储管理。在本文中，我们将探讨如何使用C++自定义实现一个双端队列，并分析其基本操作和时间复杂度。让我们了解双端队列的基本操作： 1. **插入操作**：在队头（front）和队尾（back）插入元素，如`push_front()`和`push_back()`。 2. **删除操作**：从队头和队尾移除元素，如`pop_front()`和`pop_back()`。 3. **访问操作**：获取队头和队尾元素，但不删除，如`front()`和`back()`。 4. **遍历操作**：迭代器支持，用于访问deque中的所有元素。在C++中，实现双端队列通常涉及动态内存分配，因为我们需要在运行时调整大小。一个基本的实现可能包括一个动态数组（或多个数组，以实现连续存储），以及记录队列首尾位置的指针。为了保证高效的插入和删除操作，数组的大小可能会按需增长或缩小。在`deque.hpp`文件中，我们可能看到以下类定义： ```cpp template <typename T> class Deque { public: // 构造函数与析构函数 Deque(); ~Deque(); // 插入操作 void push_front(const T& value); void push_back(const T& value); // 删除操作 void pop_front(); void pop_back(); // 访问操作 T& front(); T& back(); // 迭代器支持 iterator begin(); iterator end(); private: // 内部数据结构和辅助函数 struct Node; Node* head; Node* tail; int size; }; ``` 内部`Node`结构可能包含一个数组和指向下一个节点的指针。`push_front()`和`push_back()`操作需要考虑是否需要创建新的节点并调整指针。`pop_front()`和`pop_back()`则需要释放不再使用的节点。`begin()`和`end()`返回迭代器，以便于遍历deque。时间复杂度分析： - `push_front()`和`push_back()`：通常为O(1)，因为它们只需要在队列头部或尾部添加元素。但如果需要扩展数组，时间复杂度可能变为O(n)。 - `pop_front()`和`pop_back()`：同样为O(1)，但删除头部元素可能涉及移动数组中的元素，所以最坏情况也是O(n)。 - `front()`和`back()`：O(1)，直接访问存储的元素。 - 遍历操作：取决于deque的大小，因此为O(n)。测试示例是验证自定义deque实现的关键部分，应包括边界条件、异常处理、性能测试等，确保其行为与标准库中的`std::deque`一致。总结，C++中的双端队列实现涉及到动态内存管理、数组操作以及对基本操作的时间复杂度优化。通过自定义实现，我们可以深入理解数据结构的工作原理，这在理解和优化代码性能方面非常有价值。同时，测试示例是验证正确性和性能的重要步骤。

deque是C++标准库中的容器，它是一种双端队列（double-ended queue），可以在两端进行插入和删除操作。在引用中的代码示例中，通过包含头文件<iostream>和<deque>，使用命名空间std来定义了一个名为test的函数。在test函数中，创建了一个deque对象d，并通过d.push_back()函数将元素添加到队列的末尾。然后，使用deque对象d的迭代器构造了一个新的deque对象d2。接着，通过d2.push_back()将10000作为新元素添加到了d2的末尾。最后，通过d.swap(d2)交换了两个deque对象的内容，并通过d.back()获取了d队列中最后一个元素的值，即10000。输出结果为10000。在引用中的代码示例中，使用了deque对象d的成员函数front()和back()分别返回队列的第一个元素和最后一个元素的值。另外，deque对象d的成员函数insert()可以在指定位置插入一个或多个元素，而erase()可以删除指定位置的一个或多个元素。应用sort算法对deque进行排序时，可以通过包含头文件<algorithm>，定义一个回调函数compare，该函数用于自定义排序规则，可以根据需要按升序或降序排序。然后，使用sort函数对deque进行排序，并通过printDeque函数输出排序后的deque元素。除此之外，deque还有一些其他函数，如swap()可以交换两个deque对象的内容，assign()可以将一个给定值赋值给deque中的指定位置。123 #### 引用[.reference_title] - *1* *2* [C++ deque](https://blog.csdn.net/weixin_59141600/article/details/126898400)[target="_blank" data-report-click={"spm":"1018.2226.3001.9630","extra":{"utm_source":"vip_chatgpt_common_search_pc_result","utm_medium":"distribute.pc_search_result.none-task-cask-2~all~insert_cask~default-1-null.142^v93^chatsearchT3_1"}}] [.reference_item style="max-width: 50%"] - *3* [C++ deque用法详解](https://blog.csdn.net/qq_39779233/article/details/107983598)[target="_blank" data-report-click={"spm":"1018.2226.3001.9630","extra":{"utm_source":"vip_chatgpt_common_search_pc_result","utm_medium":"distribute.pc_search_result.none-task-cask-2~all~insert_cask~default-1-null.142^v93^chatsearchT3_1"}}] [.reference_item style="max-width: 50%"] [ .reference_list ]

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