C++ STL顺序容器 —— deque底层实现原理剖析

最新推荐文章于 2025-05-12 00:52:52 发布
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分类专栏： C++程序设计 文章标签： deque的中控器 deque的迭代器 deque的数据结构 deque的构造与内存管理 deque的元素操作
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本文深入探讨C++ STL deque的内部实现，包括deque的中控器、迭代器、数据结构、内存管理和元素操作。deque通过分段连续空间提供常数时间的头尾操作，但其迭代器实现复杂。文中详细阐述了deque如何通过map和缓冲区管理元素，并展示了如push_back()、push_front()、pop_back()、pop_front()、clear()、erase()和insert()等操作的实现细节。

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概述

vector是单向开口的连续线性空间，deque则是一种双向开口的连续线性空间。所谓双向开口，意思是可以在头尾两端分别做元素的插入和删除操作。vector当然也可以在头尾端进行操作（从技术观点），但是其从头部操作效率奇差，无法被接受。
在这里插入图片描述
deque和vector的最大差异，一在于deque允许常数时间内对其头端进行元素的插入或移除操作，二在于deque没有所谓的容量概念，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链接起来。

deque的迭代器并不是普通指针，其底层实现非常复杂。因此，除非必要，应尽可能选用vector而非deque。对deque进行的排序操作，为了最高效率，可将deque先完整复制到一个vector上，然后vector排序后，再复制到deque。

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深入剖析C++ STL序列式容器deque的实现原理
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其中，缓冲区的大小被设置为512，使用vector来表示缓冲区，startBuffer表示队列中第一个缓冲区的位置，bufferSize表示每个缓冲区的大小，startPos和endPos分别表示队首和队尾的位置。与vector不同的是，deque能够在队首和队尾进行O(1)的快速插入和删除操作，因此deque在一些特殊的应用场合中表现出了它非凡的能力。在deque的底层，每个缓冲区的大小都是固定的，并且相邻两个缓冲区的大小是一样的。需要注意的是，deque的底层实现并没有考虑线程安全的问题。
C++ STL 容器深入剖析：vector、list、map 等的底层实现
数字魔方操控师的博客
04-22 746
容器类型随机访问插入（中间）删除（中间）插入（末尾）删除（末尾）查找vectorO(1)O(n)O(n)O (1)（均摊）O(1)O(n)listO(n)O(1)O(1)O(1)O(1)O(n)mapO(log n)O(log n)O(log n)O(log n)O(log n)O(log n)O (1)（平均）O (1)（平均）O (1)（平均）O (1)（平均）dequeO(1)O(n)O(n)O(1)O(1)O(n)
【C++】STL中deque底层剖析
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C++之深入解析STL deque容器的底层实现原理
╰つ栺尖篴夢ゞ
04-17 930
STL 中每个容器的特性，和它底层的实现机制密切相关，deque 自然也不例外。deque 容器擅长在序列的头部和尾部添加或删除元素。本文将深入分析 deque 容器的底层实现机制，探究其拥有此特点的原因。想搞清楚 deque 容器的实现机制，需要先了解 deque 容器的存储结构以及 deque 容器迭代器的实现原理。
deque底层数据结构以及和queue的异同
最新发布
doubleintfloat的博客
05-12 527
deque（双端队列）是一种高效支持两端插入和删除操作的数据结构，常见于C++标准库（STL）等编程语言。其底层实现采用分段连续存储，结合了数组和链表的优势，既支持O(1)时间复杂度的随机访问，又能在两端进行快速插入和删除。deque由中控器（指针数组）和数据块（固定大小的数组）组成，通过迭代器实现透明的随机访问。与vector相比，deque在两端操作上更高效，且避免了扩容时的元素复制开销；与list相比，deque支持随机访问，但中间插入/删除效率较低。deque适用于需要频繁双端操作和偶尔随机访问的场
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C++ deque底层原理
【STL】deque容器的底层实现原理
学吧 太深了
03-29 809
【STL】deque容器底层实现原理 存储结构 deque 容器存储数据的空间是由一段一段等长的连续空间构成，各段空间之间并不一定是连续的，可以位于在内存的不同区域。为了管理这些连续空间，deque 容器用 map 数组存储着各个连续空间的首地； map 数组中存储的都是指针，指向那些真正用来存储数据的各个连续空间。 当 deque 容器需要在头部或尾部增加存储空间时，它会申请一段新的连续空间，同时在 map
C++ deque底层实现
bob的博客
08-22 2360
deque容器的存储结构 和 vector 容器采用连续的线性空间不同，deque 容器存储数据的空间是由一段一段等长的连续空间构成，各段空间之间并不一定是连续的，可以位于在内存的不同区域。 为了管理这些连续空间，deque 容器用数组（数组名假设为 map）存储着各个连续空间的首地址。也就是说，map 数组中存储的都是指针，指向那些真正用来存储数据的各个连续空间（如图 1 所示）。 图1 deque容器的底层存储机制 通过建立 map 数组，deque 容器申请的这些分段的连续空间就能实现“整体连续”的
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和 vector 容器采用连续的线性空间不同，deque 容器存储数据的空间是由一段一段等长的连续空间构成，各段空间之间并不一定是连续的，可以位于在内存的不同区域。deque采用一块所谓的map数组（注意，不是STL的map容器）作为主控。（类似于vector），其中每个元素（此处称为一个节点，node）都是指针，指向另一段（较大的）连续线性空间，称为缓冲区。缓冲区才是deque的储存空间主体。SGI STL 允许我们指定缓冲区大小，默认值0表示将使用512 bytes 缓冲区。
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高频的头插头删，尾插尾删是不是很合适？所以deque用来适配stack和queue的默认容器就显得很合适了！因此库里面实现的stack和queue的默认容器就是deque.
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Feeliamn的博客
10-29 516
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STL序列式容器之Deque底层实现及使用详解
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deque 的底层实现
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