STL deque深入分析

一：特点

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 

二：deque的内存分布

deque是逻辑上连续的地址空间，只是逻辑上的，并不向vector那样物理上就是连续的地址空间，严格的来说，deque的内存是一序列不连续的段组成，但是每个段都是物理上连续的地址。掌控这些段的中心是一个Map（这并不是stl中的map容器），它也是一个连续的空间，每个元素都是一个指针，它指向的位置就是每个段（缓冲区）。

template<class T.....>
class deque
{
	typedef T value_type;
	typedef value_type* pointer;
	.
	.
	.
	typedef _deque_iterator<T....> iterator;
	typedef pointer* map_pointer;
	.
	.
	.
	iterator start;//第一个节点
	iterator finish;//最后一个节点
	map_pointer map;//中控器
}

二：deque的迭代器

deque和vector的内存分配相似，但是他们的迭代器一点也不相同。记得vector的迭代器就是一个指针。而deque的迭代器并不这么简单。

只写出它的一部分结构：

template<class T....>
struct _dequeue_iterator
{
	.
	.
	typedef T** map_pointer;
	.
	.
	T* cur; //该node的当前位置
	T* first;//该node的开始位置
	T* last;//该node的结束位置
	map_pointer node;//指向的中控器map的一个节点
	.
	.
	.
}

以上都是理论知识。让我们开始用一个例子来分析它吧。

deque<int,alloc,32>ideq(20,9)

这样就构造了一个deque，有20个int元素，每个元素为9。缓冲区为32个字节。（默认为0），alloc为空间分配器。在其中其实做了很多

初始化size，start,finish iterator（指明它们在哪个节点和cur当前位置）

size_type num_nodes=num_elements/buffer_size()+1;
map_size=max(initial_map_size,num_nodes+2);
map=map_allocator:;allocate(map_size);
map_pointer nstart=map+(map_size-num_nodes)/2;
map_pointer nfinish=nstart+num_nodes-1;

start.set_node(nstart)
finish.set_node(nfinish)
start.cur=start.first;
finish.cur=finish.first+num_elements%buffer_size();

现在来分析它执行push和pop操作。

pop_back push_back pop_front  push_front

push_front:

当执行在前面插入元素后，首先看start.cur和start.first的相对位置，如果start.cur=start.first，那么start节点没有空余空间，此时就需要再分配一段空间，并且在map中再添加一个节点，start指向该节点，同时还要更新start迭代器的每个元素(first,end,cur,node)。

start.set_node(start.node-1);
start.cur=start.last-1;

具体请看图：(此图不和上面构造的deque一样，有点懒，不想画图，就用书上的图了，反正只要理解了意思就OK了。)

push_front(99)之后

因为start节点没有空余空间，所以就重新分配一段连续内存空间。

其他的也是同样的分析。。