deque 是怎么实现 O(1) 随机访问的?

学术版

StudyingFather @ 2022-09-23 10:55:56

先简单叙述下问题背景:

STL 的 deque 的底层实现是用若干固定大小的块拼接而成,各块可以视为一个普通数组。在队列两端插入删除元素只需要移动头尾指针即可,如果头尾块已满则新创建一个块。

现在的问题是,如何在做到两端插入 O(1) 时间复杂度的同时实现 O(1) 的随机访问时间复杂度?

为了实现 O(1) 的随机访问,我的思路是维护一个指针数组,存储每个块的起始位置,另外维护首块的 begin 指针和尾块的的 end 指针。利用首块的 begin 指针和每个块的大小,可以很快算出要访问第几个块,随后定位到该块内的元素。

但是,在这个实现下,deque 的前端插入就会出现问题。如果前端插入导致新块创建的话,原本存储各块位置的指针数组就要执行一个前端插入的操作,而这一操作显然是做不到 O(1) 的。

所以 STL 的 deque 究竟是怎么实现的呢?


by 灵华 @ 2022-09-23 10:57:11

不管如何,先刷qp


by 灵华 @ 2022-09-23 10:58:06

两个vector够不够用


by installb @ 2022-09-23 11:00:41

估计是均摊的 O(1)


by w23c3c3 @ 2022-09-23 11:05:09

两个vector够不够用。


by FZzzz @ 2022-09-23 11:06:49

直接拿两个 vector 是不是就可以做到了,但是这样不太支持弹出元素时即时释放空间?

用这题的 trick 大概可以做到空间随时与队内元素数量成线性,但是这样时间又变成均摊的了。

不是很懂,但是不能翻源码吗。


by w23c3c3 @ 2022-09-23 11:13:05

弹出确实不释放空间吧。


by NightStriker @ 2022-09-23 11:19:31

应该是2个 vector 罢。


by 宝硕 @ 2022-09-23 11:30:43

gcc/libstdc++-v3/include/bits/stl_deque.h#L1520-L1564

可以看看相关源码?


by Hisaishi_Kanade @ 2022-09-23 12:31:31

据说 deque 是一个大 map 套一堆 vector


by _•́へ•́╬_ @ 2022-09-23 12:32:20

deque能吊打vector?


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