介绍STL中deque的框架

deque概述

deque是一种基于list和vector的优缺点而又画出来的一种容器,vector最大的优点就是可以实现随机访问,而list最大的优点却是删除元素和插入元素非常的方便和快捷,所以引出了我们的双向队列(deque):双向开口的容器

deque相比于vector最大的差异就在于支持常熟时间内对首尾两端进行插入和删除操作,而且deque没有容量的概念,其内部采用分段连续内存空间来存储元素,在插入元素的时候随时都可以重新增加一段新的空间并链接起来。
deque提供了Ramdon Access Iterator,同时也支持随机访问和存取,但是它也为此付出了昂贵的代价,其复杂度不能跟vector的原生指针迭代器相提并论。

1、实现较为快速的随机访问

2、优化插入删除操作

采用多个连续的存储块,并且在一个映射结构中保存这些块的地址,将头插元素的复杂度O(n)通过在上一段中的尾插,将复杂度减为O(1),从而很好的提高了效率.

deque的中控器

deque为了维持整体连续的假象,设计一个中控器,其用来记录deque内部每一段连续空间的地址。大体上可以理解为deque中的每一段连续空间分布在内存的不连续空间上,然后用一个所谓的map作为主控,记录每一段内存空间的入口,从而做到整体连续的假象
介绍STL中deque的框架

deque的数据结构

deque除了维护map的指针外,也要维护start,finish两个迭代器,分别指向第一缓冲区的第一个元素和最后缓冲区的最后一个元素(的下一个位置)。此外,它还要记录当前map的大小,因为当map结点不够的时候,需要另外配置一个更大的map,计算其大小需要知道当前map的大小(源码为:new_map_size=map_size+max(map_size,nodes_to_add)+2;)

常用接口:

1、push_back():当最后缓冲区有两个(含)以上的空间,直接在缓冲区增加新元素;当最后缓冲区只剩一个备用空间时,push_back()调用
push_back_aux(),先配置一个新的缓冲区,然后再在那个仅剩的备用空间定义新元素,并更改finish的状态,令其指向新结点。
2、 push_front():当第一缓冲区有备用空间时,直接在备用空间增加新元素;当第一缓冲区无备用空间时,调用push_front_aux()配置新结点(缓冲区),增加新元素,并改变start状态。
3、 pop_back():当最后缓冲区有一个(含)以上元素,就将finish向前移一位并将最后那个元素析构掉;当最后缓冲区没有任何元素,就调用push_pop_aux()将这个缓冲区释放。解释一下:第一种情况finish指向最后缓冲区的first位置,第二种情况finish指向最后第二个缓冲区的last位置。
4、 pop_front():第一缓冲区有两个(含)以上元素,将第一个元素析构,将start后移;否则,将这个缓冲区释放,start指向下一个缓冲区第一个元素。
5、 clear():deque的最初状态(即无任何元素时)保有一个缓冲区,因此clear()之后也一样要保留一个缓冲区,finish=start。
6、 erase():先判断清除空间前后元素个数,移动较少一端。
7、 insert():若在最前端,即push_front(),最后端类似;判断插入点前后元素个数,移动较少的一端。