《STL源码剖析》--- deque1

参考文献：

　　《STL源码剖析》

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一. deque 概述

       vector是单向开口的连续性线性空间，deque则是一种双开的连续性空间，即两边都可以进行插入和删除操作(vector也可进行头部的删除、插入操作，但效率很差，不被接受)。

　　下图为deque示意图：

 

        deque和vector最大差异，一是deque允许在常数时间内对头部元素进行插入和移除操作，二在于deque没有所谓的容量的概念，因为它是动态地以分段连续空间组合而成，随时可以增加一段新的空间并链接起来。
        虽然deque也提供Random Access Iterator，但它的迭代器并不是普通指针，其复杂度远高于vector，所以除非必要尽可 能使用vector。为了deque排序效率最高，deuqe会先将所有的元素复制到vector中，进行排序后，再复制回deque

二. deque 的中控器

        deque是一段一段连续的空间构成，一旦在deque前端或尾端增加新空间，便配置一段定量连续空间，串联在头端和尾端。deque的最大任务就是将这些定量的空间，维护成连续的假象，并提供随机存储的接口，避开了“重新配置、复制、释放”的轮回，代价即是复杂的迭代器架构。
        既然是分段连续的线性空间，就必须要有中央控制，而为了维持连续的假象，数据结构的设计及迭代器前进后退等操作都比较麻烦，所以deque的实现代码分量远比vector或list都多得多。
        deque采用一块map(不是STL的map容器)作为主控，这里的map是一块连续空间，其中每个元素都是指针，指向另一段连续线性空间，称为缓冲区。缓冲区才是deque的存储空间主体。

template <class T,class Alloc=alloc,size_t BufSiz=0>
class deque{
public:
    typedef T value_type;
    typedef value_type* pointer;
    ...
protected:
    typedef pointer* map_pointer;
protected:
    map_pointer map; //指向map，map是连续空间，其内的每个元素都是一个指针，指向一块缓冲区
    size_type map_size; //map可容纳多少指针
    ...
};

从上面可以看出，map其实是一个T**，也就是说它是一个指针，所指向另一个指针，指向型别为T的一块空间。具体如下图：

三. deque 使用实例（理解）

#include <deque>  
#include <iostream>  
#include <algorithm>  
#include <stdexcept>  
using namespace std;  
  
void print(int num)  
{  

    cout << num << " ";  
}  
  
int main()  
{  
    //1. 初始化  
    deque<int> v;  
    deque<int>::iterator iv;  
  
    v.assign(10, 2);//将10个值为2的元素赋到deque中  
    cout << v.size() << endl; //返回deque实际含有的元素数量  
    cout << endl;  
  
    //2. 添加  
    v.push_front(666);  
    for (int i = 0; i < 10; i++)  
        v.push_back(i);  
    for_each(v.begin(), v.end(), print);//需要#include <algorithm>  
    cout << endl;  
    cout << v.size() << endl;  
    cout << endl;  
  


    //3. 插入及遍历、逆遍历  
    v.insert(v.begin() + 3, 99);  
    v.insert(v.end() - 3, 99);  
    for_each(v.begin(), v.end(), print);  
    cout << endl;  
    for_each(v.rbegin(), v.rend(), print);//在逆序迭代器上做++运算将指向容器中的前一个元素  
    cout << endl;  
  
    //一般遍历写法  
    for(iv = v.begin(); iv != v.end(); ++iv)  
        cout << *iv << " ";  
    cout << endl;  
    cout << endl;  
  
    //4. 删除  
    v.erase(v.begin() + 3);  

   for_each(v.begin(), v.end(), print);  
    cout << endl;  
    v.insert(v.begin() + 3, 99);//还原  
  
    v.erase(v.begin(), v.begin() + 3); //注意删除了3个元素而不是4个  
    for_each(v.begin(), v.end(), print);  
    cout << endl;  
  
    v.pop_front();  
    v.pop_back();  
    for_each(v.begin(), v.end(), print);  
    cout << endl;  
    cout << endl;  
  


    //5. 查询  
    cout << v.front() << endl;  
    cout << v.back() << endl;  
  
    //危险的做法，但一般我们就像访问数组那样操作就行  
    //for (int i = 15; i < 25; i++)  
        //cout << "Element " << i << " is " << v[i] << endl;  
    //安全的做法  
    int i;  
    try  
    {  
        for (i = 15; i < 25; i++)  
            cout << "Element " << i << " is " << v.at(i) << endl;  
    }  
    catch (out_of_range err)//#include <stdexcept>  
    {  
        cout << "out_of_range at " << i << endl;  
    }  
    cout << endl;  
  
    //6. 清空  
    v.clear();  
    cout << v.size() << endl;//0  
    for_each(v.begin(), v.end(), print); //已经clear，v.begin()==v.end()，不会有任何结果。  
  
    return 0;  
}