我了解随机访问迭代器是如何为std::vector
这样的连续容器工作的:迭代器只需维护一个指向当前元素的指针,任何加法/减法都会应用于该指针。
然而,我对如何为非连续容器实现类似的功能感到困惑。我对std::deque:iterator
如何工作的第一个猜测是,它维护了一个指向它所包含的连续内存组的某个表的指针,但我不确定。
一个典型的标准库将如何实现这一点?
您可以用std::vector<std::unique_ptr<std::array<T,N>>>
大致满足std::deque
的要求。加上一个告诉你第一个/最后一个元素在哪里的低/高水位标记。(对于一个实现定义的N,它可能随T
而变化,而std::array
实际上是正确对齐的未初始化内存块,而不是std::array
,但你已经明白了)。
使用通常的指数增长,但前后都要使用。
查找只是执行(index+first)/N
和%N
来查找块和子元素。
这比std::vector
查找更昂贵,但它是O(1)。
class deque_iterator
{
T* value;
T** block;
…
}
因为value
和block
都指向连续内存,所以可以实现诸如在恒定时间内查找迭代器之间的距离之类的操作(示例改编自libc++)。
difference_type operator-(deque_iterator const& x, deque_iterator const& y)
{
return (x.block - y.block) * block_size
+ (x.value - *x.block)
- (y.value - *y.block);
}
注意,虽然value
不会被诸如push_front
和push_back
之类的操作无效,但block
可能是,这就是为什么deque_iterator
会被这样的操作无效的原因。