stl源码剖析_《STL源码剖析》学习笔记
第二章 空间配置器
简述空间配置器：
关于一级空间配置器：
直接使用malloc、free、realloc进行内存管理操作。且在内存不足时，会陷入oom_malloc，即模拟C++的set_new_handler。但没有new_handler，则抛出bad_alloc;
关于二级空间配置器：（避免太多小额区块照成内存碎片）
- 对于大于128bytes的，直接使用malloc和free；
- 对于小于128bytes的内存申请，使用16个空闲链表维护，每个链表相差8bytes。
a. 对于申请的内存会up到8的整数倍的大小size，再去据此查找合适的空闲链表。
b. 如果该空闲链表足够，则直接分配；
c. 否则，向内存池申请20个这样的size，如果内存池足够，则返回；
d. 否则，内存池如果有这样的size，则尽可能多的返回；
e. 否则，将内存池的剩余的空间赋予对应的空闲链表，并malloc申请40个这样的size的内存；
f. 如果申请成功，则进行正常返回（留20个在内存池）；
g. 如果申请失败，则调用一级空间配置器（其由oom的机制），分配40个这样的size的内存；
h. 如果一级空间配置器成功，则一切ok；否则，会触发bad_alloc；
第三章 迭代器概念与traits编程技法
1）Iterator模式定义如下：提供一种方法使之能够依序巡访某个聚合物（容器）所含的各个元素，而又无需暴露该聚合物的内部表达式；
2）所谓partial specialization的意思是提供另一份template定义式，而其本身仍为templatized；
3）使用traits获取类型的某一特性，原理为模板参数匹配规则（类似于函数匹配），可以在编译时，确定调用对象。iterator_traits负责萃取迭代器特性，__type_traits则负责萃取型别（type）特性；
第四章 序列式容器
1）vector
采用线性连续空间；（动态空间）
支持Random Access Iterators；（随机访问，时间复杂度为O(1)）
插入会导致之后的迭代器失效，如果引起扩容，则全部失效；删除会使得之后的迭代器失效；
2）list
采用环状循环链表；(有辅助头结点)
插入/接合不会使得迭代器失效；删除只会使得当前迭代器失效；
3）deque
采用分段连续线性空间；
允许在常数时间内对头端/尾端进行插入或删除；（当然中间的位置也可以操作，但复杂度高，设计数据的移动）
提供了Random Access Iterator，但是其内部实现复杂；
实现描述：
- deque内部会维护一个map数组（存放指针指向一个连续的线性空间）；
- 在中间删除erase元素时，会使得前面/后面的数据移动（选择需要移动数据少的方面进行移动）；对于插入insert类似；
- 当map空间不够时，会存在map重分配策略：1）map没有占满一般时，会将map数组中的数据移动在中间，以使得前后空闲（比如一直在push_front，会出现这种情况）；2）否则，进行重新分配一个两倍大的map数组，并将原来的指向连续线性空间的指针拷贝进来，并交换两个map，释放旧map；
注：在动map数组时，由于首尾迭代器会指向map对应位置，因此也需要调整首尾迭代器；
- 对于递增/递减迭代器，跨不同的连续线性空间时，会根据当前的map上的位置，查询到下一个map位置，再移动；
- deque的数据存储空间是以连续线性空间为单位的；（多余时释放）
注：连续线性空间也被称为缓冲区；
4）stack（适配器，默认使用deque实现）
5）queue（适配器，默认使用deque实现）
6）heap（默认大顶堆）
实现一颗完全二叉树，且父节点大于子节点，并将其放置于vector数组中；（不提供遍历功能和迭代器）
对于插入节点，将其放置于最后的位置，然后进行percolate up上溯：将新节点与父节点比较，如果其值更大，则交换，直至不满足条件或者已达父节点；
对于删除最大节点（即堆顶节点），将其与最后一个元素的位置交换，然后进行percolate down下溯：将该节点和其较大的子节点对换，并持续下放，直至叶子节点；然后再对该叶子节点进行上溯（不能在中间直接停掉吗？？）
对于make_heap产生一个堆：从下往上构建堆。
注：将一颗完全二叉树存放在数组中，第一个元素不存放数据，之后将该颗完全二叉树层次遍历放入数组中，那么存在性质：在i处的节点，其左节点必然位于2*i，其右节点必然位于2*i+1;
7）priority_queue
采用heap实现，默认为大顶堆（less）；
不提供遍历和迭代器；
8）slist
单向链表；（有辅助头结点）
对于插入、删除、结合等不会使得迭代器失效；但是其中间删除/插入元素的时间复杂度为O(n)，因为其需要遍历以获取当前的前一个节点；因此最好在头部进行删除/插入元素操作；
只提供push_front，而不提供push_back；
第五章 关联式容器
1）RB-tree
2）set/map/multiset/multimap
采用RB-tree红黑树实现；
删除/插入新元素，不会导致迭代器失效；
set/map不允许重复，multiset/multimap允许重复；
3）hash_table
线性探测（存在primary clustering问题）、二次探测（存在secondary clustering问题）、开链法；
维护一个指针数组，每一个指针代表一个链表（具有相同的hash值）；
在插入数据时，会插入到同一个hash桶中的相同键值的数据旁边；（为什么这么写？）
当出现hashtable中元素个数达到阈值时（SGI是数组大小小于总元素个数时扩容），进行扩容（扩容大小为下一个质数），并将原来的数据rehash到新的表中（原来同一个桶中的数据，现在可能会hash到不同桶中，因此需要一个一个hash，这可能会导致同一个桶的数据出现翻转现象）；
4）hash_set/hash_map/hash_multiset/hash_multimap
采用hash_table实现；
hash_set/hash_map不允许重复，hash_multiset/hash_multimap允许重复；
注：我用的版本中，为map/multimap/unordered_map/ unordered_ multimap…
第六章 算法
- lower_bound：返回一个迭代器，指向第一个不小于value的元素；（前提有序）
- upper_bound：返回一个迭代器，指向第一个大于value的元素；（前提有序）
- sort：
注：关于快排的median-of-three（三数中值）：取头、尾、中央三个位置元素的中值作为pivot；
自省式排序实现描述：
A. 对于要排序的元素数量大于一定值（16），并且快排递归深度没有达到阈值，则使用三数中值快排；
B. 如果快排递归到一定深度（10），则使用堆排序；
C. 对于要排序的元素数量小于等于一定值（16）时，此时不在进行排序；
D. 最后，可以得到一个基本有序的数组，因此可以使用插入排序进行最终的排序；（此时，以16个元素划分，之内无序，在之间是相对有序的）
4. equal_range：寻找value所处的范围；（前提有序）
实现描述：可以在使用二叉搜索找到value后，应用lower_bound查前半部分的下界，以及应用upper_bound查后半部分的下界；
5. nth_element：寻找第n大的元素，并使得前面区域的元素不小于后面的区域的元素；
实现描述：使用median-of-3 partitioning将整个序列分割为更小的左、右子序列；如果nth迭代器位于左子序列，就再对左子序列进行分割，否则再对右子序列进行分割。依此类推，知道分割后的子序列不大于3，便对这个待分割的子序列进行插入排序；
本质上是部分快排；
6. merge sort：归并排序
