数据结构之deque双端队列

一、概念:

众所周知,数据结构是用来存储数据,deque也不例外,他是集结了队列和栈的性质而成的结构,他几乎拥有所有数据结构能有的操作,看似已经大杀四方,可实际情况如何呢,那就带者这个疑问继续学习。

预备知识:

在学习deque这个容器之前,我们先要回顾以下vector和list这两大容器的优缺点:

vector优缺点:

优点:

  1. 下标随机访问
  2. 缓存命中率高(物理结构连续存储的优势)

缺点:

  1. 前面部分插入删除效率低
  2. 扩容有消耗

list优缺点:

优点:

  1. 任意位置插入删除效率高
  2. 按需申请释放

缺点:

  1. 不支持下标随机访问
  2. 缓存命中率低

deque的底层逻辑

在明白前面的知识后,接下来我们就来了解deque的底层实现。

下面这张图就是deque的基本实现方法

首先deque多了一个叫做中控数组的东西,本质上是存储一段一段空间的指针数组

而在deque里面存储数据的并不是一长串连续的空间,而是一段一段的空间。

因此,我们在简单了解deque的基本实现后,我们不难发现deque有以下的优缺点。

优点:

头插、头删、尾插、尾删效率很不错。

不足:(自相矛盾)

如果随机访问,如何计算?

比如访问第i个值,在假设每个buff一样大的情况下(都是10),比较容易计算。

在第i/10个buff中;在这个buff的第i%10的位置。


我们又会遇到下面的实际场景:中间插入删除如何实现呢?

如果要保持每个buff一样大,只能挪动数据(效率低)

如果不需要保持每个buff一样大,可以对当前的buff直接扩容或者挪动数据(效率较低)

综述,在遇上前面两种不同的状况下,想要都实现效率低,是不可能的,即所谓鱼和熊掌不可兼得。 

总结:

  1. 下标随机访问,效率不错,但是跟vector有差距
  2. 中间插入删除,效率差
  3. 头插、头删、尾插、尾删效率很不错。

所以在容器适配的选择上,什么情况选择deque呢,在头插、头删、尾插、尾删比较多的情况下,可以选择deque。

但是如果对中间位置访问比较多,比如优先级队列(本质是堆),就不能选择deque,应该选择vector(性能上差很多!)

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