STL容器:双端队列deque与优先级队列priority_queue
发布日期:2021-05-07 22:56:06 浏览次数:18 分类:精选文章

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deque是一种双端队列,可以在头和尾同时进行插入和删除操作。相比于vector和list,deque在空间扩展上更加高效,因为它不需要像vector那样重新分配整个数组空间,而是可以在现有空间的基础上扩展。此外,deque的实现通过将数据存储在多个连续的缓冲区中,能够在访问频繁的高性能操作时提供更好的表现。

deque的底层结构由一个称为map的数据结构管理多个连续的缓冲区。每个map中的条目都指向一段连续的物理空间(缓冲区),其中存储了deque的元素。这种结构允许deque在进行插入和删除操作时,能够快速找到所需的缓冲区进行操作,而无需像list那样频繁进行指针间的调整。

在访问元素时,deque会通过map找到对应的缓冲区,然后通过缓冲区的指针进行操作。这种方式虽然不是直接通过指针访问元素,但比list的访问效率要高得多。对于头插和尾插操作,deque的实现方式与list类似,能够在O(1)的时间复杂度内完成。此外,当map容量满时,deque会重新分配更大的缓冲区,并将旧的map内容复制到新容器中。

deque的迭代器包含四个部分:指向当前缓冲区的第一个位置(first)、指向最后一个位置(last)、指向当前元素的位置(cur)以及保存该缓冲区在map中的位置(node)。这些迭代器的设计目的是为了实现更高效的缓冲区切换和元素访问。

基于deque的栈实现是一个常见的做法。STL标准库中的栈正是基于deque实现的。栈的接口相对简单,主要包括push、pop和top三个方法。通过将deque的接口进行适当的封装,可以实现一个功能类似的栈结构。

同样地,可以将deque封装为一个队列来实现优先级队列。优先级队列的特点是队列中的元素按照一定的优先级顺序排列,这通常涉及到堆的构造。STL中的优先级队列(priority_queue)可以通过指定比较函数或适配器来实现大根堆或小根堆的功能。例如,可以使用greater比较器来构造小根堆,或者不使用比较器默认构造大根堆。

以下是一个模拟实现的优先级队列代码示例:

#include 
#include
#include
using namespace std;
int main() {
int ia[9] = {0,1,2,3,4,8,9,3,5};
priority_queue
, greater
> ipq(ia, ia+9);
cout << "size=" << ipq.size() << endl; // size=9
for (int i = 0; i < ipq.size(); ++i) {
cout << ' ';
cout << ipq.top();
}
cout << endl;
while (!ipq.empty()) {
cout << ' ';
cout << ipq.top();
ipq.pop();
}
cout << endl;
return 0;
}

通过这种方式,我们可以轻松地构造和使用优先级队列。需要注意的是,优先级队列的性能主要取决于底层容器的实现。由于deque的高效操作,优先级队列在性能上也能取得较好的表现。

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哈哈,博客排版真的漂亮呢~
[***.90.31.176]2025年05月07日 02时50分21秒