C++中Queue和Deque的区别

在 C++ 的标准模板库（STL）中，Queue 和 Deque 是两种非常常用的容器，它们都可以用来实现队列（先进先出）的数据结构。但它们之间还是有一些区别的。

Queue

Queue 是一种基于 Deque 的适配器容器，它是一种先进先出（FIFO）的容器。它的定义如下：

template <class T, class Container = deque<T>> class queue;

Queue 的底层容器可以是任意一种 Sequence 容器，但默认情况下是 Deque。因此，Queue 的所有成员函数都是对底层 Deque 容器的封装，在 Deque 的基础上实现了队列的操作。

基本用法

以下是 Queue 的一些基本操作：

• push()：在 Queue 的末尾添加元素。
• pop()：移除 Queue 的头部元素。
• front()：返回 Queue 头部的元素（但不删除）。
• back()：返回 Queue 末尾的元素（但不删除）。
• size()：返回 Queue 中元素的个数。
• empty()：如果 Queue 为空，返回 true，否则返回 false。

优缺点

优点

• Queue 实现简单，性能较高。
• Queue 适合在只需要在一端插入、另一端删除的场景中使用。

缺点

• Queue 不适合在中间插入或删除元素。

Deque

Deque 是一种双端队列容器，它支持在头和尾部插入和删除元素，类似于一个向两个方向扩展的 Vector。它的定义如下：

template <class T, class Allocator = allocator<T>> class deque;

Deque 的底层数据结构是一个环形的缓冲区，这个缓冲区又由多个页（一般是每页512 bytes大小）组成，每一页也相当于一个vector容器，deque本身只是维护了一个缓冲区描述的一个头部和尾部位置而已。

基本用法

以下是 Deque 的一些基本操作：

• push_front()：在 Deque 的头部插入元素。
• push_back()：在 Deque 的尾部插入元素。
• pop_front()：移除 Deque 的头部元素。
• pop_back()：移除 Deque 的尾部元素。
• front()：返回 Deque 头部的元素（但不删除）。
• back()：返回 Deque 末尾的元素（但不删除）。
• size()：返回 Deque 中元素的个数。
• empty()：如果 Deque 为空，返回 true，否则返回 false。

优缺点

优点

• Deque 可以在容器的头部和尾部进行常数时间（O（1））的插入和删除操作。
• Deque 支持随机访问，可以通过下标（[]）来访问元素。

缺点

• Deque 相对于 Vector 等容器，空间占用率更高，因为 deque 一般采用的是块存储方式，每个块中除了包含元素外，还有控制信息（如前向指针、后向指针等）。
• 当 Deque 中元素数量较少时，它的性能可能不如其他容器。但当它处理大量元素时，它提供了同时处理头部和尾部的最佳性能。

总结

Queue 适合在只需要在一端插入、另一端删除的场景中使用，而 Deque 则适合需要在头尾插入和删除元素的场景中使用。无论使用哪种容器，都可以使用 STL 提供的常用函数（如 size()、empty() 等）来访问和操作容器中的元素。