STL之deque（一）

       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安插和删除动作。vector当然也可以在头尾两端做动作，但是其头部动作效率奇差，无法被接受。

       deque和vector的最大差异，一在于deque允许在常数时间内对头尾端进行元素的安插或移除动作。二在于deque没有所有容量概念，因为他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。换句话说，像vector那样因旧空间不足而重新配置一块更大空间，然后复制元素，再释放旧空间这样的事情在deque是不会发生的。因此，deque没有必要提供所谓的空间保留功能。

       虽然deque也提供Ramdon Access Iterator，但它的迭代器并不是原生指标，其复杂度和vector不可以道里计，这当然在影响各个运算层面。因此，除非必要，我们应尽量选择使用vector而非deque。对deque进行的排序动作，为了最高效率，可将deque先完整复制到一个vector身上，将vector排序好，再复制回deque。

       中控器：

       deque是连续空间，连续线性空间总令我们联想到array或vector。array无法成长，vector虽可成长，却只能向尾端成长，而且其所谓成长原是个假象，事实上是（1）另寻找更大空间，（2）将原数据复制过去，（3）释放原来空间三部曲。如果不是vector每次配置新空间都留下一些富裕，其成长假象所带来的代价是相当高贵。

       deque是由一段一段的定量连续空间构成。一旦有必要在deque的前端或尾端增加新空间，便配置一段定量连续空间，串接在整个deque的头端或尾端。deque的最大任务，便是在这些分段的定量连续空间上，维护其整体连续的假象，并提供随机存取的界面。避开了“重新配置，复制，释放”的轮回，代价则是复杂的迭代器架构。

       受到分段连续线性空间的字面影响，我们可能以为deque的操作复杂度和vector相差不多。其实不是这样，虽然是分段连续线性空间，就必须有*控制，而为了维护整体连续的假象，数据结构的设计及迭代器前进后退等动作颇为繁琐。deque的操作代码量远比vector或list都多得多。

       deque采用一块所谓的map，（不是STL的map容器）作为主控。这里所谓map是一小段连续空间，其中每个元素（此处称为一个节点，node）都是指标，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的存储空间主体。SGI STL允许我们制定缓冲区大小，默认值0表示将使用512bytes缓存区。      

template <class T, class Alloc = alloc, size_t BUFSIZ = 0>
class deque {
public:              //基本类型
	typedef T value_type;
	typedef value_type* pointer;
    ...
protected:          //内部类型
	typedef pointer* map_pointer;
protected:
	map_pointer map; //指向map，map是一个T**，也就是一个指针，其所指之物又是指针，
                         //指向型别为T的一块空间。map是块连续空间，其内的每个元素
	                 //都是一个指针（称为节点），指向一个缓冲区
	size_type map_size; //map内可以容纳多少指针
};

       map其实是一个T**，也就是说他是一个指标，所指之物又是一个指标，指向类型为T的一块空间。

       

       deque迭代器：

       deque是分段连续空间。维护其整体连续假象的任务，着落在迭代器的operator++和operator--两个运算子上。

       deque迭代器应该具备什么结构。首先，他必须能够指出分段连续空间（亦即缓冲区）在哪里，其次他必须能够判断自己是否已经处于其所在缓冲区的边缘，如果是，一旦前进或后退时必须跳跃至下一个或上一个缓存区。为了能够正确跳跃，deque必须随时掌握管控中心（map）。       

// __deque_iterator的数据结构
template <class T, class Ref, class Ptr, size_t BufSiz>
struct __deque_iterator
{
	typedef __deque_iterator<T, T&, T*>             iterator;
	typedef __deque_iterator<T, const T&, const T*> const_iterator;
	static size_t buffer_size() {return __deque_buf_size(0, sizeof(T)); }

	typedef random_access_iterator_tag iterator_category;
	typedef T value_type;
	typedef Ptr pointer;
	typedef Ref reference;
	typedef size_t size_type;
	typedef ptrdiff_t difference_type;
	typedef T** map_pointer;

	typedef __deque_iterator self;

	// 保持与容器的联结
	T* cur;       // 此迭代器所指之缓冲区中的现行元素
	T* first;     // 此迭代器所指之缓冲区的头
	T* last;      // 此迭代器所指之缓冲区的尾（含备用空间）
	map_pointer node;    // 指向管控中心
        ...
}

      其中用来决定缓冲区大小的函数buffer_size(), 呼叫__deque_buf_size():

inline size_t __deque_buf_size(size_t n, size_t sz)  
{  
  return n != 0 ? n : (sz < 512 ? size_t(512 / sz) : size_t(1));  
}

       如果n不为0，传回n，表示buffer size由使用者自定。

      如果n为0，表示buffer size使用默认值，那么，如果sz（元素大小，sizeof(value_type)）小于512，传回512/sz，如果sz不小于512，传回1。下图显示deque的中控器，缓冲区，迭代器的相互关系。

      

       

    deque::begin()传回迭代器start，deque::end()传回迭代器finish。这两个迭代器都是deque的data members。