C++_deque：deque的数据结构特点

文章目录

- 🚀1. deque介绍
- 🚀2. deque数据结构
- 🚀3. deque的缺陷
- 🚀4.为什么选择deque作为stack和queue的底层默认容器
- 🚀5.deque头插逻辑（了解）

大家好！本文会简单讲讲deque的使用与数据结构特点
在这里插入图片描述

🚀1. deque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。

总得来说，deque就像vector和list的结合体，它的尾插与尾删总体上比较好，同时也能头删和头插

deque的逻辑结构：
在这里插入图片描述

🚀2. deque数据结构

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：

deque的实际结构：
在这里插入图片描述
备注：
⭐️有一个中枢数组map来存储指向其他子数组的指针，子数组开辟的空间一定是相等而且固定的。
⭐️迭代器有四个成员：begin(指向数组的头)，end(指向数组的尾)，cur(指向数组有效数据的最后一位)，node(指向中枢数组中该子数组的位置)

🚀3. deque的缺陷

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。

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。

🚀4.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：

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。
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。