C++ STL Deque 和 Vector对比

C++ STL提供了不同的容器来存储和操作数据。其中Deque和Vector都是常用的序列容器。在本文中，我们将介绍Deque和Vector之间的区别、优缺点以及如何选择使用它们。

Deque简介

Deque（双端队列）是一种支持在两端高效插入和删除的序列容器。它的内部实现是一个动态数组，但是可以在两端进行快速添加或删除操作。下面是一个Deque的示例代码：

#include <iostream>
#include <deque>

using namespace std;

int main() {
    deque<int> d;

    // 在队尾添加元素
    d.push_back(10);
    d.push_back(20);
    d.push_back(30);

    // 在队头添加元素
    d.push_front(5);
    d.push_front(15);

    // 遍历deque
    for (auto i = d.begin(); i != d.end(); i++) {
        cout << *i << " ";
    }
    return 0;
}

代码输出为：15 5 10 20 30。

Vector简介

Vector（动态数组）也是一种序列容器，它使用动态数组来存储数据。Vector支持在末尾添加或删除元素，并且可以使用下标（[]）来访问元素。下面是一个Vector的示例代码：

#include <iostream>
#include <vector>

using namespace std;

int main() {
    vector<int> v;

    // 在末尾添加元素
    v.push_back(10);
    v.push_back(20);
    v.push_back(30);

    // 使用下标[]访问元素
    cout << v[1] << endl;

    // 遍历vector
    for (auto i = v.begin(); i != v.end(); i++) {
        cout << *i << " ";
    }
    return 0;
}

代码输出为：20 10 20 30。

区别

内存空间的分配方式

一个 Vector 内部是用一段连续的内存空间存储数据的，而 Deque 不一样，它不一定是使用一段连续的内存空间，Deque 内部由一块块固定大小的内存组成，每一块内存也是连续的，但是不同块之间不一定连续。

随机访问性能

由于 Vector 内部的存储空间是连续的，它支持随机访问，即可以使用下标（[]）访问元素。而 Deque 内部是由一块块内存组成的，在不同的块之间访问元素会导致性能下降，所以 Deque 的随机访问性能较差。

插入和删除性能

在 Vector 的末尾添加或删除元素时，只需在连续的内存空间中进行操作即可，所以 Vector 的末尾插入和删除性能很高。而在 Vector 中间或头部插入或删除元素需要移动后面的元素，这样会导致性能下降。

由于 Deque 的内部由多块内存组成，它支持在两端添加或删除元素的操作，所以 Deque 的首尾插入和删除性能很高。在 Deque 中间插入或删除元素时，只需要对应块内的元素进行移动即可，所以性能较高。

优缺点

Vector

• 优点：存储效率高，支持快速随机访问；
• 缺点：在 Vector 中间添加或删除元素性能较低。

Deque

• 优点：支持在两端快速添加或删除元素；
• 缺点：相对于 Vector，内存分配速度较慢，随机访问元素性能较差。

如何选择使用？

在选择使用 Vector 或 Deque 时，主要考虑以下几点：

• 插入和删除操作的位置：如果需要经常在容器的中间插入或删除元素，应该选择 Deque。如果在末尾插入和删除元素的操作更频繁，则选择 Vector。
• 内存占用：由于 Vector 的内部是一段连续的内存空间，所以当需要大量元素时，Vector 的内存占用更小，而 Deque 的内存占用可能更大一些。
• 随机访问频率：如果需要随机访问容器中的元素，则使用 Vector 更加合适。如果随机访问的频率较低，则使用 Deque 更加合适。

结论

简单地说，如果需要在容器的两端快速插入或删除元素，则使用 Deque。如果只需在末尾添加或删除元素，并且需要经常随机访问元素，则使用 Vector 更加合适。

在实际使用中，需要根据具体的需求进行选择，比如需要在容器的中间插入或删除元素时，可以选择 list 容器；如果需要有序操作元素，可以选择 set 或 map 容器等等。