stl里的deque 中控map 假如用完了,该如何处理
在 C++ 的标准模板库(STL)中,std::deque(双端队列)使用一种分段连续的存储结构,通过一个中控器(通常称为中控 map)来管理多个固定大小的存储块(缓冲区)。当这个中控 map 用完时,std::deque 会进行扩容操作,下面详细介绍其处理过程。
1. std::deque 中控 map 简介
- 中控
map本质上是一个动态数组,数组中的每个元素是一个指针,这些指针分别指向不同的存储块(缓冲区)。每个存储块是一段连续的内存,用于实际存储deque中的元素。 - 当需要向
deque中添加元素,而现有的存储块空间不足时,会创建新的存储块,并将其地址记录在中控map中。
2. 中控 map 用完后的处理步骤
步骤 1:分配更大的中控 map
当现有的中控 map 空间不足时,std::deque 会分配一个更大的中控 map。通常,新的中控 map 大小会比原来的大,一般是原来的两倍。
步骤 2:复制原中控 map 内容
将原中控 map 中的指针复制到新的中控 map 中,这些指针指向的存储块(缓冲区)保持不变。
步骤 3:释放原中控 map
释放原中控 map 所占用的内存,避免内存泄漏。
步骤 4:更新内部指针
更新 deque 内部的指针,使其指向新的中控 map。
3. 示例代码及模拟解释
虽然标准库的具体实现细节因编译器而异,但可以通过一个简化的示例来模拟这个过程:
#include <iostream>
#include <deque>// 模拟 std::deque 中控 map 扩容的简化函数
template<typename T>
void simulate_deque_map_expansion(std::deque<T>& dq) {// 这里只是模拟,标准库中不会直接暴露这些细节// 假设原中控 map 用完了,需要扩容// 步骤 1: 分配更大的中控 map// 新的中控 map 大小假设为原来的两倍// 这里只是示意,实际实现更复杂size_t new_map_size = 2 * /* 原中控 map 大小 */;// 分配新的中控 map 内存(模拟)// void** new_map = new void*[new_map_size];// 步骤 2: 复制原中控 map 内容// 遍历原中控 map,将指针复制到新的中控 map 中// for (size_t i = 0; i < /* 原中控 map 大小 */; ++i) {// new_map[i] = /* 原中控 map[i] */;// }// 步骤 3: 释放原中控 map// delete[] /* 原中控 map */;// 步骤 4: 更新内部指针// dq 内部指针指向新的中控 map(模拟)// dq.set_map(new_map);std::cout << "中控 map 已扩容" << std::endl;
}int main() {std::deque<int> dq;// 模拟添加大量元素导致中控 map 用完for (int i = 0; i < 10000; ++i) {dq.push_back(i);}// 模拟中控 map 扩容simulate_deque_map_expansion(dq);return 0;
}
4. 注意事项
- 性能开销:中控
map的扩容操作涉及内存分配、数据复制和释放,会带来一定的性能开销。因此,在使用std::deque时,如果能预估元素数量,可以提前调用reserve函数来预留足够的空间,减少扩容次数。 - 迭代器和引用失效:中控
map扩容后,deque的迭代器和引用可能会失效,需要特别注意。
总之,当 std::deque 的中控 map 用完时,会自动进行扩容操作,以保证 deque 能够继续存储更多的元素。
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