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C++ STL deque容器访问元素(4种方法)

通过《STL deque容器》一节,详细介绍了如何创建一个 deque 容器,本节继续讲解如何访问(甚至修改)deque 容器存储的元素。

和 array、vector 容器一样,可以采用普通数组访问存储元素的方式,访问 deque 容器中的元素,比如:
#include <iostream>
#include <deque>
using namespace std;
int main()
{
    deque<int>d{ 1,2,3,4 };
    cout << d[1] << endl;
    //修改指定下标位置处的元素
    d[1] = 5;
    cout << d[1] << endl;
    return 0;
}
运行结果为:

2
5

可以看到,容器名[n]的这种方式,不仅可以访问容器中的元素,还可以对其进行修改。但需要注意的是,使用此方法需确保下标 n 的值不会超过容器中存储元素的个数,否则会发生越界访问的错误。

如果想有效地避免越界访问,可以使用 deque 模板类提供的 at() 成员函数,由于该函数会返回容器中指定位置处元素的引用形式,因此利用该函数的返回值,既可以访问指定位置处的元素,如果需要还可以对其进行修改。

不仅如此,at() 成员函数会自行判定访问位置是否越界,如果越界则抛出std::out_of_range异常。例如:
#include <iostream>
#include <deque>
using namespace std;
int main()
{
    deque<int>d{ 1,2,3,4 };
    cout << d.at(1) << endl;
    d.at(1) = 5;
    cout << d.at(1) << endl;
    //下面这条语句会抛出 out_of_range 异常
    //cout << d.at(10) << endl;
    return 0;
}
运行结果为:

2
5

读者可能有这样一个疑问,即为什么 deque 容器在重载 [] 运算符时,没有实现边界检查的功能呢?答案很简单,因为性能。如果每次访问元素,都去检查索引值,无疑会产生很多开销。当不存在越界访问的可能时,就能避免这种开销。


除此之外,deque 容器还提供了 2 个成员函数,即 front() 和 back(),它们分别返回 vector 容器中第一个和最后一个元素的引用,通过利用它们的返回值,可以访问(甚至修改)容器中的首尾元素。

举个例子:
#include <iostream>
#include <deque>
using namespace std;
int main()
{
    deque<int> d{ 1,2,3,4,5 };
    cout << "deque 首元素为:" << d.front() << endl;
    cout << "deque 尾元素为:" << d.back() << endl;
    //修改首元素
    d.front() = 10;
    cout << "deque 新的首元素为:" << d.front() << endl;
    //修改尾元素
    d.back() = 20;
    cout << "deque 新的尾元素为:" << d.back() << endl;
    return 0;
}
运行结果为:

deque 首元素为:1
deque 尾元素为:5
deque 新的首元素为:10
deque 新的尾元素为:20


注意,和 vector 容器不同,deque 容器没有提供 data() 成员函数,同时 deque 容器在存储元素时,也无法保证其会将元素存储在连续的内存空间中,因此尝试使用指针去访问 deque 容器中指定位置处的元素,是非常危险的。

另外,结合 deque 模板类中和迭代器相关的成员函数,可以实现遍历 deque 容器中指定区域元素的方法。例如:
#include <iostream>
#include <deque>
using namespace std;
int main()
{
    deque<int> d{ 1,2,3,4,5 };
    //从元素 2 开始遍历
    auto first = d.begin() + 1;
    //遍历至 5 结束(不包括 5)
    auto end = d.end() - 1;
    while (first < end) {
        cout << *first << " ";
        ++first;
    }
    return 0;
}
运行结果为:

2 3 4

当然,deque 模板类中和迭代器相关的成员函数,还有很多,大家可以阅读《STL deque容器迭代器》做详细了解。

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