0

0

C++ deque双端队列 C++首尾插入删除性能分析【容器】

裘德小鎮的故事

裘德小鎮的故事

发布时间:2026-02-02 15:55:02

|

267人浏览过

|

来源于php中文网

原创

deque首尾插入删除快是因为其底层采用分段连续缓冲区+映射表结构,仅需指针移动或单次缓冲区分配,无整体数据搬移,摊还时间复杂度为O(1)。

c++ deque双端队列 c++首尾插入删除性能分析【容器】

deque 的首尾插入删除为什么

因为 deque 底层不是单块连续内存,而是分段连续的缓冲区(通常为固定大小的数组块),通过中央映射表(map)索引。首尾操作只涉及当前端点缓冲区的指针移动或新缓冲区分配,不触发整体数据搬移。

这和 vector 有本质区别vector::push_back() 在容量不足时需重新分配 + 全量拷贝,而 deque::push_front() 即使在满缓冲区下也只需分配一个新缓冲区、更新映射表,摊还时间复杂度仍是 O(1)

  • 实际中,小对象(如 intshort)首尾插入基本稳定在纳秒级
  • 大对象(如含动态内存的类)仍需调用构造/析构,但无内存复制开销
  • 注意:deque 的迭代器不是原生指针,跨缓冲区跳转有微小间接成本(但对首尾操作无影响)

哪些情况会让 deque 首尾操作变慢

不是所有“首尾操作”都真正高效——关键看是否触发缓冲区管理逻辑。

  • deque::push_front() 在首个缓冲区未满时极快;但若刚用完上一个缓冲区,需分配新块 + 更新映射表,会有一次堆分配延迟(典型几十到百纳秒)
  • 频繁短生命周期的 deque(如函数内局部变量反复构造/析构),会导致映射表和缓冲区内存高频申请释放,缓存局部性差
  • 使用 deque::erase(deque.begin()) 删除首元素,性能与 pop_front() 相当;但若误写成 erase(iterator_to_middle),就退化为线性查找 + 搬移,完全失去优势
  • 编译器优化等级低(如 -O0)时,deque 迭代器的边界检查和间接寻址开销会被放大

和 vector、list 在首尾操作上的实测对比要点

别只看 Big-O,真实性能取决于对象大小、分配器、CPU 缓存行为。

LLaMA
LLaMA

Meta公司发布的下一代开源大型语言模型

下载

立即学习C++免费学习笔记(深入)”;

  • 小类型(int)、大量首尾操作:`deque` ≈ `vector::push_back()`(但 `vector::push_front()` 是 O(n),绝对避免)
  • 大类型(如 std::string,内部含 heap 分配):`deque` 明显优于 `list`,因为 `list` 每次插入都要两次堆分配(节点 + 数据),而 `deque` 批量复用缓冲区
  • `list` 唯一优势是任意位置 O(1) 插入,但首尾操作的常数因子比 `deque` 高 2–3 倍(指针更新+分配器调用更多)
  • 实测建议:用 std::chrono::high_resolution_clock 测 10 万次 push_front,关闭 ASLR(setarch $(uname -m) -R)减少干扰

实际编码中容易踩的坑

语法正确 ≠ 性能合理。

  • 误用 deque::insert(deque.begin(), x) 替代 push_front(x):前者会做迭代器验证 + 通用路径分发,慢 10%–20%
  • deque 当作“支持随机访问的 list”用:虽然 operator[]O(1),但系数比 vector 高,且 at() 边界检查不可忽略
  • 跨 DLL 或共享库传递 deque 对象(尤其 Windows MSVC):不同模块可能用不同堆,pop_back() 析构时崩溃
  • 默认构造的 deque 不预分配缓冲区,首次 push_front() 必然触发分配;若已知规模,可用 deque.reserve(N)?错——deque 没有 reserve(),只能靠反复 push_back() 预热缓冲区
真实项目里,deque 的价值不在理论复杂度,而在它把“首尾增删 + 随机访问”这个组合需求做到了可预测的低延迟。但只要不碰中间位置、不滥用迭代器算术、不忽视分配行为,它的表现就非常扎实。

相关文章

数码产品性能查询
数码产品性能查询

该软件包括了市面上所有手机CPU,手机跑分情况,电脑CPU,电脑产品信息等等,方便需要大家查阅数码产品最新情况,了解产品特性,能够进行对比选择最具性价比的商品。

下载

本站声明:本文内容由网友自发贡献,版权归原作者所有,本站不承担相应法律责任。如您发现有涉嫌抄袭侵权的内容,请联系admin@php.cn

热门AI工具

更多
DeepSeek
DeepSeek

幻方量化公司旗下的开源大模型平台

豆包大模型
豆包大模型

字节跳动自主研发的一系列大型语言模型

通义千问
通义千问

阿里巴巴推出的全能AI助手

腾讯元宝
腾讯元宝

腾讯混元平台推出的AI助手

文心一言
文心一言

文心一言是百度开发的AI聊天机器人,通过对话可以生成各种形式的内容。

讯飞写作
讯飞写作

基于讯飞星火大模型的AI写作工具,可以快速生成新闻稿件、品宣文案、工作总结、心得体会等各种文文稿

即梦AI
即梦AI

一站式AI创作平台,免费AI图片和视频生成。

ChatGPT
ChatGPT

最最强大的AI聊天机器人程序,ChatGPT不单是聊天机器人,还能进行撰写邮件、视频脚本、文案、翻译、代码等任务。

相关专题

更多
string转int
string转int

在编程中,我们经常会遇到需要将字符串(str)转换为整数(int)的情况。这可能是因为我们需要对字符串进行数值计算,或者需要将用户输入的字符串转换为整数进行处理。php中文网给大家带来了相关的教程以及文章,欢迎大家前来学习阅读。

523

2023.08.02

string转int
string转int

在编程中,我们经常会遇到需要将字符串(str)转换为整数(int)的情况。这可能是因为我们需要对字符串进行数值计算,或者需要将用户输入的字符串转换为整数进行处理。php中文网给大家带来了相关的教程以及文章,欢迎大家前来学习阅读。

523

2023.08.02

int占多少字节
int占多少字节

int占4个字节,意味着一个int变量可以存储范围在-2,147,483,648到2,147,483,647之间的整数值,在某些情况下也可能是2个字节或8个字节,int是一种常用的数据类型,用于表示整数,需要根据具体情况选择合适的数据类型,以确保程序的正确性和性能。本专题为大家提供相关的文章、下载、课程内容,供大家免费下载体验。

546

2024.08.29

c++怎么把double转成int
c++怎么把double转成int

本专题整合了 c++ double相关教程,阅读专题下面的文章了解更多详细内容。

133

2025.08.29

C++中int的含义
C++中int的含义

本专题整合了C++中int相关内容,阅读专题下面的文章了解更多详细内容。

200

2025.08.29

堆和栈的区别
堆和栈的区别

堆和栈的区别:1、内存分配方式不同;2、大小不同;3、数据访问方式不同;4、数据的生命周期。本专题为大家提供堆和栈的区别的相关的文章、下载、课程内容,供大家免费下载体验。

399

2023.07.18

堆和栈区别
堆和栈区别

堆(Heap)和栈(Stack)是计算机中两种常见的内存分配机制。它们在内存管理的方式、分配方式以及使用场景上有很大的区别。本文将详细介绍堆和栈的特点、区别以及各自的使用场景。php中文网给大家带来了相关的教程以及文章欢迎大家前来学习阅读。

577

2023.08.10

golang map内存释放
golang map内存释放

本专题整合了golang map内存相关教程,阅读专题下面的文章了解更多相关内容。

75

2025.09.05

AO3官网入口与中文阅读设置 AO3网页版使用与访问
AO3官网入口与中文阅读设置 AO3网页版使用与访问

本专题围绕 Archive of Our Own(AO3)官网入口展开,系统整理 AO3 最新可用官网地址、网页版访问方式、正确打开链接的方法,并详细讲解 AO3 中文界面设置、阅读语言切换及基础使用流程,帮助用户稳定访问 AO3 官网,高效完成中文阅读与作品浏览。

29

2026.02.02

热门下载

更多
网站特效
/
网站源码
/
网站素材
/
前端模板

精品课程

更多
相关推荐
/
热门推荐
/
最新课程
Node.js 教程
Node.js 教程

共57课时 | 10.1万人学习

CSS3 教程
CSS3 教程

共18课时 | 5.1万人学习

Vue 教程
Vue 教程

共42课时 | 7.7万人学习

关于我们 免责申明 举报中心 意见反馈 讲师合作 广告合作 最新更新
php中文网:公益在线php培训,帮助PHP学习者快速成长!
关注服务号 技术交流群
PHP中文网订阅号
每天精选资源文章推送

Copyright 2014-2026 https://www.php.cn/ All Rights Reserved | php.cn | 湘ICP备2023035733号