C++标准库分析总结(五)——＜Deque、Queue、Stack设计原则＞

技术标签： 4_C++ STL

节主要总结标准库Deque的设计方法和特性以及相关迭代器内部特征

1、Deque基本结构

Deque（双向队列）也号称连续空间（其实是给使用者一个善意的谎言，只是为了好用），其实它使用分段拼接起来的（分段连续），各个分段间是用Vector来管理的，Vector的每个元素就是一个指针，每个指针指向一个分段，每一个分段就是一个缓冲区buffer，首位安插元素时，当缓冲区满了需要扩充时，就重新分配一个缓冲区然后串在Vector里面；
Deque的迭代器有4个指针，其中node表示在控制中心的位置（也就是在Vector中的位置），first表示node所指的buffer的头，last表示node所指的buffer的尾，first和last是边界的标兵，它们时不会变的，cur表示迭代器当前指向的哪个元素；
分段连续的实现，当迭代器前进后者后退时，都要判断是不是走到了当前buffer的末端或者头部，都必须有能力跳到下个buffer缓冲区，如果到达边界就必须依靠node指针回到控制中心（Vector）再跳到下个buffer
每个缓冲区大小：512字节除以放入数据的字节大小，比如放int，缓冲区大小=512/sizeof(int)

2、 Deque迭代器

Deque的迭代器sizeof是16，一个Deque包含两个迭代器，一个指针一个size_type,所以Deque的sizeof为16+16+4+4=40个字节

2.1 Deque的插入操作deque<T>::insert()

　　由于Deque是可以两端进行扩充的，插入元素又会引入元素移动问题，进而带来拷贝构造的开销，所以在插入时首先进行判断插入位置距离首位哪边比较短，移动距离较短的一边，最大化的减少开销。

2.2 Deque如何实现所谓的连续空间

　　Deque对外宣称是连续空间，其实它是分段连续，那么连续空间就是要模拟连续空间提供的功能，比如自增、自减、跳跃等动作，这就是迭代器的功劳。

注意：跳跃和加减操作都要注意当前缓冲区是否到边界的问题，如果到了边界要先回到控制中心（通过node指针），再进而转到下一个缓冲区

3、queue

　　先进先出队列，其实内部实现就是用deque，只是把不用的功能封掉，所以queue自己不做事它只是把事交给deque来做，所以我们不把queue称之为容器，把它称为容器适配器（把别人改装一下用）。

4、stack

　　先进后出（栈），其实内部实现也是用deque，只是把不用的功能封掉，所以queue自己不做事它只是把事交给deque来做，所以我们不把stack称之为容器，把它称为容器适配器（把别人改装一下用）。

5、stack和queue总结

　　stack和queue也可以用list做底部结构，但是官方默认用dequq因为比较高效

注意：对于模板来说，编译器都是用哪一行才去检查哪一行，不会再编译期间检查

作者：灼光

出处：https://www.cnblogs.com/laiyingpeng

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