cobra - 2008-8-1 6:52:00
本文档深入分析了std::deque，并提供了一个指导思想：当考虑到内存分配和执行性能的时候，使用std::deque要比std::vector好。
介绍
本文深入地研究了std::deque 容器。本文将讨论在一些情况下使用deque> 比vector更好。读完这篇文章后读者应该能够理解在容量增长的过程中deque 与vector在内存分配和性能的不同表现。由于deque> 和vector的用法很相似，读者可以参考vector 文档中介绍如何使用STL容器。
Deque总览
deque和vector一样都是标准模板库中的内容，deque是双端队列，在接口上和vector非常相似，在许多操作的地方可以直接替换。假如读者已经能够有效地使用vector容器，下面提供deque的成员函数和操作，进行对比参考。
Deque成员函数
Deque操作
上面这些特征和vector明显相似，所以我们会提出下面的疑问。
问题：如果deque和vector可以提供相同功能的时候，我们使用哪一个更好呢？
回答：如果你要问的话，就使用vector吧。
或者你给个解释？
非常高兴你这样问，的确，这并不是无中生有的，事实上，在C++标准里解释了这个问题，下面有一个片断：
vector在默认情况下是典型的使用序列的方法，对于deque，当使用插入删除操作的时候是一个更好的选择。
有趣的是，本文就是要非常彻底地理解这句话。
什么是新的？
细读上面两张表格，你会发现和vector比较这里增加了两个函数。
1、c.push_front(elem) —— 在头部插入一个数据。
2、c.pop_front() —— 删除头部数据。
调用方法和c.push_back(elem)和c.pop_back()相同，这些将来会告诉我们对于deque> 会非常有用，deque可以在前后加入数据。>
缺少了什么？
同时你也会发现相对于vector> 缺少了两个函数，你将了解到deque> 不需要它们。
1、capacity()—— 返回vector当前的容量。
2、reserve() —— 给指定大小的vector> 分配空间。
这里是我们真正研究的开始，这里说明deque> 和vector它们在管理内部存储的时候是完全不同的。deque是大块大块地分配内存，每次插入固定数量的数据。vector是就近分配内存（这可能不是一个坏的事情）。但我们应该关注是，vector每次增加的内存足够大的时候，在当前的内存不够的情况。下面的实验来验证deque不需要capacity()和reserve()> 是非常有道理的。
实验一 —— 增长的容器
目的
目的是通过实验来观察deque和vector在容量增长的时候有什么不同。用图形来说明它们在分配内存和执行效率上的不同。
描述
这个实验的测试程序是从一个文件中读取文本内容，每行作为一个数据使用push_back插入到deque> 和vector中，通过多次读取文件来实现插入大量的数据，下面这个类就是为了测试这个内容：
结果
测试程序运行的平台和一些条件：
使用Windows任务管理器来记录执行效率，本程序中使用了Laurent Guinnard 的CDuration类。消耗系统资源如下图：
注意在vector分配内存的最高峰，vector在分配内存的时候是怎样达到最高值，deque就是这样的，它在插入数据的同时，内存直线增长，首先deque的这种内存分配单元进行回收的话，存在意想不到的后果，我们希望它的分配内存看上去和vector一样，通过上面的测试我们需要进一步的测试，现提出一个假设：假设deque分配的内存不是连续的，一定需要释放和收回内存，我们将这些假设加入后面的测试中，但是首先让我们从执行的性能外表分析一下这个实验。
究竟分配内存需要消耗多久？
注意看下面这张图片，vector在不插入数据的时候在进行寻求分配更多内存。
同时我们也注意到使用push_back插入一组数据消耗的时间，注意，在这里每插入一组数据代表着9874个串，平均每个串的长度是1755.85。
原文出处：http://dev.21tx.com/2004/12/16/11970.html
介绍
本文深入地研究了std::deque 容器。本文将讨论在一些情况下使用deque> 比vector更好。读完这篇文章后读者应该能够理解在容量增长的过程中deque 与vector在内存分配和性能的不同表现。由于deque> 和vector的用法很相似，读者可以参考vector 文档中介绍如何使用STL容器。
Deque总览
deque和vector一样都是标准模板库中的内容，deque是双端队列，在接口上和vector非常相似，在许多操作的地方可以直接替换。假如读者已经能够有效地使用vector容器，下面提供deque的成员函数和操作，进行对比参考。
Deque成员函数
| 函数 | 描述 |
| c.assign(beg,end) c.assign(n,elem) | 将[beg; end)区间中的数据赋值给c。 将n个elem的拷贝赋值给c。 |
| c.at(idx) | 传回索引idx所指的数据，如果idx越界，抛出out_of_range。 |
| c.back() | 传回最后一个数据，不检查这个数据是否存在。 |
| c.begin() | 传回迭代器重的可一个数据。 |
| c.clear() | 移除容器中所有数据。 |
| deque<Elem> c deque<Elem> c1(c2) Deque<Elem> c(n) Deque<Elem> c(n, elem) Deque<Elem> c(beg,end) c.~deque<Elem>() | 创建一个空的deque。 复制一个deque。 创建一个deque，含有n个数据，数据均已缺省构造产生。 创建一个含有n个elem拷贝的deque。 创建一个以[beg;end)区间的deque。 销毁所有数据，释放内存。 |
| c.empty() | 判断容器是否为空。 |
| c.end() | 指向迭代器中的最后一个数据地址。 |
| c.erase(pos) c.erase(beg,end) | 删除pos位置的数据，传回下一个数据的位置。 删除[beg,end)区间的数据，传回下一个数据的位置。 |
| c.front() | 传回地一个数据。 |
| get_allocator | 使用构造函数返回一个拷贝。 |
| c.insert(pos,elem) c.insert(pos,n,elem) c.insert(pos,beg,end) | 在pos位置插入一个elem拷贝，传回新数据位置。 在pos位置插入>n个elem数据。无返回值。 在pos位置插入在[beg,end)区间的数据。无返回值。 |
| c.max_size() | 返回容器中最大数据的数量。 |
| c.pop_back() | 删除最后一个数据。 |
| c.pop_front() | 删除头部数据。 |
| c.push_back(elem) | 在尾部加入一个数据。 |
| c.push_front(elem) | 在头部插入一个数据。 |
| c.rbegin() | 传回一个逆向队列的第一个数据。 |
| c.rend() | 传回一个逆向队列的最后一个数据的下一个位置。 |
| c.resize(num) | 重新指定队列的长度。 |
| c.size() | 返回容器中实际数据的个数。 |
| C1.swap(c2) Swap(c1,c2) | 将c1和c2元素互换。 同上操作。 |
Deque操作
| 函数 | 描述 |
| operator[] | 返回容器中指定位置的一个引用。 |
上面这些特征和vector明显相似，所以我们会提出下面的疑问。
问题：如果deque和vector可以提供相同功能的时候，我们使用哪一个更好呢？
回答：如果你要问的话，就使用vector吧。
或者你给个解释？
非常高兴你这样问，的确，这并不是无中生有的，事实上，在C++标准里解释了这个问题，下面有一个片断：
vector在默认情况下是典型的使用序列的方法，对于deque，当使用插入删除操作的时候是一个更好的选择。
有趣的是，本文就是要非常彻底地理解这句话。
什么是新的？
细读上面两张表格，你会发现和vector比较这里增加了两个函数。
1、c.push_front(elem) —— 在头部插入一个数据。
2、c.pop_front() —— 删除头部数据。
调用方法和c.push_back(elem)和c.pop_back()相同，这些将来会告诉我们对于deque> 会非常有用，deque可以在前后加入数据。>
缺少了什么？
同时你也会发现相对于vector> 缺少了两个函数，你将了解到deque> 不需要它们。
1、capacity()—— 返回vector当前的容量。
2、reserve() —— 给指定大小的vector> 分配空间。
这里是我们真正研究的开始，这里说明deque> 和vector它们在管理内部存储的时候是完全不同的。deque是大块大块地分配内存，每次插入固定数量的数据。vector是就近分配内存（这可能不是一个坏的事情）。但我们应该关注是，vector每次增加的内存足够大的时候，在当前的内存不够的情况。下面的实验来验证deque不需要capacity()和reserve()> 是非常有道理的。
实验一 —— 增长的容器
目的
目的是通过实验来观察deque和vector在容量增长的时候有什么不同。用图形来说明它们在分配内存和执行效率上的不同。
描述
这个实验的测试程序是从一个文件中读取文本内容，每行作为一个数据使用push_back插入到deque> 和vector中，通过多次读取文件来实现插入大量的数据，下面这个类就是为了测试这个内容：
| #include <deque> #include <fstream> #include <string> #include <vector> static enum modes { FM_INVALID = 0, FM_VECTOR, FM_DEQUE }; class CVectorDequeTest { public: CVectorDequeTest(); void ReadTestFile(const char* szFile, int iMode) { char buff[0xFFFF] = {0}; std::ifstream inFile; inFile.open(szFile); while(!inFile.eof()) { inFile.getline(buff, sizeof(buff)); if(iMode == FM_VECTOR) m_vData.push_back(buff); else if(iMode == FM_DEQUE) m_dData.push_back(buff); } inFile.close(); } virtual ~CVectorDequeTest(); protected: std::vector<std::string> m_vData; std::deque<std::string> m_dData; }; |
结果
测试程序运行的平台和一些条件：
| CPU | 1.8 GHz Pentium 4 |
| 内存 | 1.50 GB |
| 操作系统 | W2K-SP4 |
| 文件中的行数 | 9874 |
| 平均每行字母个数 | 1755.85 |
| 读文件的次数 | 45 |
| 总共插入的数据个数 | 444330 |
使用Windows任务管理器来记录执行效率，本程序中使用了Laurent Guinnard 的CDuration类。消耗系统资源如下图：
|
附件: 注意在vector分配内存的最高峰，vector在分配内存的时候是怎样达到最高值，deque就是这样的，它在插入数据的同时，内存直线增长，首先deque的这种内存分配单元进行回收的话，存在意想不到的后果，我们希望它的分配内存看上去和vector一样，通过上面的测试我们需要进一步的测试，现提出一个假设：假设deque分配的内存不是连续的，一定需要释放和收回内存，我们将这些假设加入后面的测试中，但是首先让我们从执行的性能外表分析一下这个实验。
究竟分配内存需要消耗多久？
注意看下面这张图片，vector在不插入数据的时候在进行寻求分配更多内存。
|
同时我们也注意到使用push_back插入一组数据消耗的时间，注意，在这里每插入一组数据代表着9874个串，平均每个串的长度是1755.85。
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原文出处：http://dev.21tx.com/2004/12/16/11970.html
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