C++队列的底层实现
2023-07-07 07:58:49
深夜i
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C++
队列
底层实现
队列是一种常见的数据结构，C++作为一门流行的编程语言，也提供了对队列的支持。C++中的队列是通过STL库中的queue模板类实现的，而其底层实现则依靠双向链表（双向队列）或者deque（双端队列）。
基于双向链表的实现方式中，队列的头部和尾部分别是链表的头结点和尾结点，每个结点至少包含两个指针指向前驱和后继结点。在队列的尾部添加元素时，先新建一个结点，将其插入到链表尾部。在队列头部弹出元素时，只需移除链表头部的结点即可。由于双向链表的结构，该操作的时间复杂度为O(1)。
另一种底层实现方式是基于deque，deque是一种双端队列，支持高效的随机访问、增删操作等等。deque中维护了一个环形缓存，每次进行push操作时，会先检查队列的头部和尾部哪个距离当前元素位置更近，然后选择离得更近的一端进行插入操作，保证队列能够维护相对连续的内存块。pop操作时同样进行头尾位置的判断，选择更近一侧的位置进行出队操作。相对于双向链表，在大量pop和push操作时，deque的效率更高。
需要注意的是，queue模板类对底层实现进行了抽象和封装，并提供了一组友好的接口供用户使用，比如push、pop、front、back等等。这样在使用时，用户无需关心底层实现，只需调用相应的接口即可。
总之，C++中的queue实现依靠双向链表或者deque的底层支持，在API的封装下提供了便利、高效的队列操作，非常适合在实际开发中使用。
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