如何实现非连续容器（例如std :: deque）的随机访问迭代器？

Question

我理解随机访问迭代器如何对连续容器（如std::vector起作用：迭代器只是维护一个指向当前元素的指针，并且任何加法/减法都应用于指针。

但是，我对于如何为非连续容器实现类似的功能感到困惑。 我对std::deque:iterator如何工作的第一个猜测是，它维护了一个指向它包含的连续内存组的表的指针，但我不确定。

典型的标准库如何实现这一点？

Answer 1

你可以用std::vector<std::unique_ptr<std::array<T,N>>>粗略地满足std::deque的requirememts。 加上一个低/高水印，告诉你第一个/最后一个元素在哪里。 （对于一个实现定义的N可能随T而变化，而std::array实际上是正确对齐的未初始化内存的块而不是std::array s，但你明白了）。

使用通常的指数增长，但在正面和背面。

Lookup只是(index+first)/N和%N来查找块和子元素。

这比std::vector查找更昂贵，但是是O（1）。

Answer 2

deque迭代器可以通过存储指向引用值的指针和指向该值所在的连续内存块的双指针来实现。 双指针指向由deque管理的块的连续指针数组。

class deque_iterator
{
  T* value;
  T** block;
  …
}

因为value和block指向连续的内存，所以可以实现诸如在常量时间内查找迭代器之间的距离的操作（例如，从libc ++改编的​​示例）。

difference_type operator-(deque_iterator const& x, deque_iterator const& y)
{
  return (x.block - y.block) * block_size
       + (x.value - *x.block)
       - (y.value - *y.block);
}

请注意，虽然push_front和push_back等操作不会使value无效，但可能是block ，这就是deque_iterator被此类操作无效的原因。