C++基础面试题, C++ 中 deque 的原理?它内部是如何实现的?

Step 1

Q:: C++ 中 deque 的原理是什么？它内部是如何实现的？

A:: C++ 中的 deque（双端队列）是一种动态数组，可以从两端高效地进行插入和删除操作。deque 的内部实现通常是由多个连续的内存块（称为缓冲区或块）组成，而这些块的指针则存储在一个中央数组中。每个块通常包含固定数量的元素。当需要在两端进行插入或删除操作时，deque 通过操作块指针来避免大规模的内存移动，从而提高效率。这种设计使得 deque 在需要频繁的头尾操作时，具有比 vector 更高的效率。

Step 2

Q:: deque 和 vector 的区别是什么？

A:: deque 和 vector 都是序列容器，但它们有一些重要的区别：1. 内部结构：vector 是单个连续的内存块，而 deque 是由多个块组成的。2. 插入删除效率：deque 在头尾插入和删除的效率更高，而 vector 在中间插入和删除时需要移动大量元素。3. 内存重分配：vector 在扩展时可能需要重新分配并复制所有元素，而 deque 的块设计使得其扩展时不需要移动现有数据。

Step 3

Q:: deque 的时间复杂度如何？

A:: deque 的头尾插入和删除操作的时间复杂度为 O(1)，因为它只涉及指针的移动或块的分配。访问元素的时间复杂度为 O(1)，因为可以通过中央数组直接定位到相应的块，然后在块中访问元素。中间位置的插入和删除的时间复杂度为 O(n)，因为需要移动部分数据块中的元素。