【C++ STL】-- deque与vector相比的优势与劣势

目录

deque容器

与stack相比deque的优缺点：

deque的迭代器

deque的成员函数

---

deque容器

deque的相关文档

        deque与vector十分的相识。vector是单向开口的连续线性空间（单向扩容），deque则是一种双向开口的连续线性空间（双向扩容）。双向开口：可以在头尾两端分别做元素的插入和删除操作。区别就在此，vector当然也可以在头尾两端进行操作，但是其头部操作的效率奇差，无法被接受，如：stack与queue的容量适配器就在二者其中，选择deque（当然使用vector也可）。

vector与deque的差异：

• deque允许于常数时间内对头端进行元素的插入或移除操作。
• deque没有所谓的容量观念，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连接起来。

与stack相比deque的优缺点：

优势：

• 头尾插入删除很方便

劣势：

• operator[]计算稍显复杂，大量使用，性能下降（下标需要经过计算）。
• 中间插入删除效率不高（下标需要经过计算，并且需要挪动元素）。
• 底层角度迭代器会很复杂。

结论：

• 头尾的插入删除deque非常适合，相比vector而言，很适合去做stack和queue的默认适配容器。
• 中间插入删除少用deque，可以用：list（因为无需挪动元素）。
• 随机访问多用vector（因为下标是确定的）。

deque的迭代器

        需要注意，deque是连续的空间，但是这只是其逻辑上的，物理上并不是。所以在迭代器上维持其“整体连续”假象的工作，就落在迭代器中的operator++与operator--上了。

        首先，连续重要的就是能够指出分段空间在哪里，其次，它必须能够判断自己是否已经处于其所在的存储边缘，如果是，一旦前行或后退时就必须跳跃到下一个或上一个存储空间。

// __deque_iterator的源码
template <class T, class Ref, class Ptr, size_t BufSiz>
struct __deque_iterator
{
	typedef __deque_iterator             iterator;
	typedef __deque_iteratorconst T&, const T*> const_iterator;
	static size_t buffer_size() {return __deque_buf_size(0, sizeof(T)); }//buffer_size()用于确定缓冲区的大小
 
	typedef random_access_iterator_tag iterator_category;
	typedef T value_type;
	typedef Ptr pointer;
	typedef Ref reference;
	typedef size_t size_type; // size_t 是unsigned 类型,通常用来指明数组长度
	typedef ptrdiff_t difference_type; // ptrdiff_t 是 signed 整型,通常用来保存两个指针减法操作的结果
	typedef T** map_pointer;
 
	typedef __deque_iterator self;
 
	// 保持与容器的联结，是对某一个缓冲区而言的
	T* cur;       // 此迭代器所指之缓冲区中的现行元素
	T* first;     // 此迭代器所指之缓冲区的头
	T* last;      // 此迭代器所指之缓冲区的尾（含备用空间）
	map_pointer node;    // 指向管控中心
        ...
}
 
//deque_buf_size()全局函数
inline size_t deque_buf_size(size_t n, size_t sz){
    return n != 0 ? n : (sz < 512 ? size_t(512 / sz) : size_t(1));
}
//定义：
//1. 如果n不为0，传回n，表示buffer size由使用者自定。
//2. 如果n为0，表示buffer size使用默认值，那么：
//    如果sz不小于 512，返回1。
//    如果sz（元素大小，sizeof(value_type)）小于512，传回512/sz。

void set_node(map_pointer new_node) {
	node = new_node;
	first = *new_node;
	last = first + difference_type(buffer_size());
}
reference operator*() const { return *cur; }
pointer operator->() const { return &(operator*()); }
difference_type operator-(const self& x) const {
	return difference_type(buffer_size()) * (node - x.node - 1) + (cur - first) + (x.last - x.cur);
}
 
self& operator++() {
	++cur;        //切换至下个元素
	if (cur == last) {   //如果已达所在缓冲区的尾端，就切换至下一节点（亦即缓冲区）的第一个元素
		set_node(node + 1);
		cur = first;
	}
	return *this;
}
 
self operator++(int) { //后置式，标准写法
	self tmp = *this;
	++*this;
	return tmp;
}
 
self& operator--() {
	if (cur == first) {//如果已达所在缓冲区的头端， 就切换至前一节点（亦即缓冲区）的最后一个元素
		set_node(node - 1);
		cur = last;
	}
	--cur; //切换至前一个元素
	return *this;
}
 
self operator--(int) { //后置式，标准写法
	self tmp = *this;
	--*this;
	return tmp;
}
 
// 以下实现随机存取。迭代器可以直接跳跃n个距离
self& operator+=(difference_type n) {
	difference_type offset = n + (cur - first);
	if (offset >= 0 && offset < difference_type(buffer_size()))
		//标的位置在同一缓冲区内
		cur += n;
	else {
		//标的位置不在同一缓冲区内
		difference_type node_offset =
			offset > 0 ? offset / difference_type(buffer_size()) : -difference_type((-offset - 1) / buffer_size()) - 1;
 
		// 切换至正确的节点（亦即缓冲区）
		set_node(node + node_offset);
		// 切换至正确的元素
		cur = first + (offset - node_offset * difference_type(buffer_size()));
	}
	return *this;
}
 
self operator+(difference_type n) const {
    self tmp = *this;
    return tmp += n; //调用operator+=
}
 
//利用operator+=完成operator-=
self& operator-=(difference_type n) { return *this += -n; }
 
self operator-(difference_type n) const {
    self tmp = *this;
    return tmp -= n; //调用operator-=
}
 
//实现随机存取，迭代器可以直接跳跃n个距离
reference operator[] (difference_type n) const { return * (*this + n);)}
 
bool operator==(const self& x) const { return cur == x.cur; }
bool operator!=(const self& x) const { return !(*this == x); }
bool operator<(const self& x) const {
    return (node == x.node) ? (cur < x.cur) : (node < x.node);
}

deque的成员函数