STL之四:deque用法详解

 
deque内部实现原理
 

deque的元素数据采用分块的线性结构进行存储,如图所示。deque分成若干线性存储块,称为deque块。块的大小一般为512个字节,元素的数据类型所占用的字节数,决定了每个deque块可容纳的元素个数。

 

所有的deque块使用一个Map块进行管理,每个Map数据项记录各个deque块的首地址。Map是deque的中心部件,将先于deque块,依照deque元素的个数计算出deque块数,作为Map块的数据项数,创建出Map块。以后,每创建一个deque块,都将deque块的首地址存入Map的相应数据项中。

 

在Map和deque块的结构之下,deque使用了两个迭代器M_start和M_finish,对首个deque块和末deque块进行控制访问。迭代器iterator共有4个变量域,包括M_first、M_last、M_cur和M_node。M_node存放当前deque块的Map数据项地址,M_first和M_last分别存放该deque块的首尾元素的地址(M_last实际存放的是deque块的末尾字节的地址),M_cur则存放当前访问的deque双端队列的元素地址。

 

内存使用对比(分析基于MS stl)


1. deque和vector的pop都不会释放内存,list的pop会释放内存

2. 但是当数量比较大的时候,deque的析构函数非常慢,vector的很快,list更慢

3. vector占用内存最小,deque其次,list最大

 

以vector为基准,deque和list多有一些功能方法
deque
pop_front
push_front

list
merge
pop_front
push_front
remove
remove_if
unique

选择条件


1. vector


 向量 相当于一个数组, SGI版本使用malloc
在内存中分配一块连续的内存空间进行存储。支持不指定vector大小的存储。STL内部实现时,首先分配一个非常大的内存空间预备进行存储,即capacituy()函数返回的大小,当超过此分配的空间时再整体重新放分配一块内存存储,这给人以vector可以不指定vector即一个连续内存的大小的感觉。通常此默认的内存分配能完成大部分情况下的存储。
优点:

(1) 不指定一块内存大小的数组的连续存储,即可以像数组一样操作,但可以对此数组进行动态操作。通常体现在push_back() pop_back()
(2) 随机访问方便,即支持[ ]操作符和vector.at()
(3) 节省空间。
缺点:

(1) 在内部进行插入删除操作效率低。
(2) 只能在vector的最后进行push和pop,不能在vector的头进行push和pop。
(3) 当动态添加的数据超过vector默认分配的大小时要进行整体的重新分配、拷贝与释放


2. list


双向链表 

每一个结点都包括一个信息快Info、一个前驱指针Pre、一个后驱指针Post。可以不分配必须的内存大小方便的进行添加和删除操作。使用的是非连续的内存空间进行存储。
优点:

(1) 不使用连续内存完成动态操作。
(2) 在内部方便的进行插入和删除操作
(3) 可在两端进行push、pop
缺点:

(1) 不能进行内部的随机访问,即不支持[ ]操作符和vector.at()
(2) 相对于verctor占用内存多


3. deque


 双端队列 double-end queue
deque是在功能上合并了vector和list。
优点:

(1) 随机访问方便,即支持[ ]操作符和vector.at()
(2) 在内部方便的进行插入和删除操作
(3) 可在两端进行push、pop
缺点:

(1) 占用内存多

使用区别:


1 如果你需要高效的随即存取,而不在乎插入和删除的效率,使用vector
2 如果你需要大量的插入和删除,而不关心随即存取,则应使用list
3 如果你需要随即存取,而且关心两端数据的插入和删除,则应使用deque

内部实现:


1. vector: 内部实现是数组,一段连续的内存。
2. list, 内部实现是双链表
3. deque 内部实现是内存块的链表。
4. string: 连续的内存
5. set,map: 红黑树(平衡二叉树的一种)
6. hash_map, hash_set 用哈希表(散列表)来实现。
7. stack: 用vector或者是deque来实现
8. queue,用deque实现

 

posted @ 2013-04-18 15:55  ~风~  阅读(2748)  评论(0编辑  收藏