《STL原始碼剖析》---stl_deque.h閱讀筆記(1)
阿新 • • 發佈：2019-01-30
雙端佇列deque是容器的一種。它比vector更強大，vector只可以在尾端插入元素，deque不只是可以再尾端插入，也可以在佇列頭插入。下面藉助《STL原始碼剖析》的圖片講解。
1、deque的記憶體結構
vector是開闢一段連續的記憶體，deque可以在前端插入元素，如果像vector開闢一段連續的記憶體，向前面插入元素不易維護。例如如果只是開闢一段連續記憶體，那麼前端到開闢記憶體的起始位置要空多少個位置？當這段記憶體滿了時，拷貝到更大記憶體時，前端空留多少位置？顯然難以維護。deque在STL中是維護多個連續記憶體的，多個連續的記憶體不一定連續，一段連續的記憶體叫做緩衝區。STL用一個叫“中控器”的結構map來維護，如下圖：
圖（1）
map是一個指標的指標，它執向一段連續記憶體，這段連續記憶體的內容也是指標，指向緩衝區的起始位置。當map滿了的話，可以擴大map到更大的地方。
2、deque的迭代器
deque在記憶體結構上面講過了，那麼deque的迭代器應該是什麼樣子的呢？ 首先，它應該知道自己在哪個緩衝區。其次，自己在緩衝區哪個位置，在首還是在尾。如果移動出這段緩衝區，那麼應該移動到相鄰的緩衝區，所以迭代器還應該知道自己所在緩衝區在中控器所處的位置。 綜上所述，大概可以得出迭代器的樣子，如下圖：
圖（2） 迭代器有4個元素，cur指向當前所指的deque結點，first指向迭代器所指結點所在緩衝區的起始位置，last指向迭代器所指結點所在緩衝區的結尾位置，node指向中控器的某個位置，這個位置指向迭代器所指結點所在的緩衝區。
3、deque的操作
deque的結構中有兩個重要的迭代器，一個start指向deque的頭，一個finish指向deque尾的下一個位置。如下圖：
圖（3）
當向deque插入/刪除（在頭或者在尾）元素時，如果所操作結點在緩衝區的頭或者尾，都要考慮開闢/釋放緩衝區的問題。
例如，向圖（2）deque末尾插入4個元素0、1、2、3。當插入最後一個元素時，finish迭代器就要移動下一個緩衝區。如下圖：
圖（4）
當向圖（4）deque的頭插入元素99時，也會開闢新的緩衝區。如下圖：
圖（5）
當在首或者尾刪除元素時，可能會涉及緩衝區的釋放，不難想象。
當在deque中間刪除元素時，就會涉及其他元素的移動。deque首尾都可以移動，它會判斷怎麼可以少移動元素，如果刪除位置距離頭更近，它會把前面的元素向後移；反之，把後面元素向前移。