Question

根据C++ standard std :: deque就像是

std::vector<std::array<T, M> *>

如果是这样，那么在结尾或开头插入或删除元素是如何成为常数O（1）？如果向量的容量超出并且我们在结尾或开始处插入一些东西，则无法保证整个向量不会被重新分配，因此我们得到0（N / M）实际上是0（N），isn＆t; t它？（N是双端队列的大小）。

Answer 1

如果向量的容量超出并且我们在结尾或开始处插入一些东西，则无法保证整个向量不会被重新分配，因此我们得到0（N / M）实际上是0（N），isn＆＃ 39？是吗？（N是双端队列的大小）。

是的，但是不需要复制/移动任何元素来重新分配该向量，只需要将指向数组的指针移动到新存储。

标准规定：

<强> [container.requirements.general]
-2-本条款中的所有复杂性要求仅根据所包含对象的操作次数进行说明。

因此，在O（1）复杂度要求中，N / M指针副本的事实并未计算在内。由于这些指针操作非常便宜，因此这些操作的性能在实践中不是问题。 deque需要为插入的每个M元素分配一个新页面，但它永远不需要重新分配现有页面并移动每个现有元素，因此它避免了向量上最昂贵的操作，因此向量的指数不需要增长来使deques便宜。

Answer 2

通过从指针向量的中间向外分配，可以（通常）实现在前面插入的分摊常数复杂度。

例如，如果我们有一个包含3个节点的双端队列，每个节点最多可容纳4个元素，那么我们可以为其分配8个指针的向量：

[ nil, nil, nil, N1*, N2*, N3*, nil, nil ]

此处N1和N3可能会被部分填充：

N1: [ nil, nil, nil, 1 ]
N2: [ 2, 3, 4, 5 ]
N3: [ 6, 7, nil, nil ]

当我们push_front到双端队列时，首先向前填充N1，然后分配额外的节点并将其添加到指针向量中。一旦指针向量在前面填充，任何额外的push_front都会导致指数扩展，并在前面分配额外的空间：

[ N1*, N2*, N3*, N4*, N5*, N6*, nil, nil ]
  |                         `---------------------------------------\
  `-----------------------------------v                             v
[ nil, nil, nil, nil, nil, nil, nil, N0*, N1*, N2*, N3*, N4*, N5*, N6*, nil, nil ]

此指数增长政策实现了deque::push_front和deque::push_back的O（1）摊销复杂性，原因与vector::push_back具有O（1）摊销复杂性的原因相同。

为什么在std :: deque常量O（1）的末尾或开头插入或删除元素的复杂性？

2 个答案: