STL源码：deque

deque概述

         vector是单向开口的连续线性空间，deque是双向开口（在头尾分别做元素删除和插入操作）的连续线性空间。从技术上说，vector也可以在头尾两端操作元素，但是在头部操作的效率很差。

         deque和vector的最大差异：（1）deque允许在头部快速进行元素插入或删除操作；（2）deque没有容量（capacity）的概念，因为它是动态地以分段连续空间组合而成的，随时可以增加一段新空间并链接起来。不会像vector那样“因旧空间不够而新配置一个更大空间，然后复制元素，再释放旧空间”。

        除非必要，我们应该尽可能使用vector而非deque。对deque进行排序操行，为了最高效率，可将deque先复制到vector中，将vector排序后（用STL sort算法），再复制到deque。

deque的中控器

        deque是连续空间（至少从逻辑上这样的），连续线性空间让我们想到array或vector。array无法增长，vector虽可以增长，而增长是个假象：（1）要另寻找空间；（2）将原数据复制过去；（3）释放原空间。如果vector每次配置空间没有留下富裕的空间，其增长的代价会很大。

        deque由一段一段的定量连续空间构成。一旦有必要在deque的前端或尾端增加新空间，便配置一段连续空间，串接在整个deque的头或尾部。deque的最大任务，便是在这些分段的定量连续空间上，维护其整体连续的假象，并提供随机存取的接口。这避免了“重新配置、复制、释放”的代价，但是代价是复制的迭代器结构。

        deque要分段连续，那么就要中央控制，而为了维护整体连续的假象，数据结构的设计以及迭代器前进后退等操作都很复杂。deque的代码量远远多于vector和list。

       deque采用一块所谓的map（注意，不是STL的map容器）作为主控。这里所谓map是一小块连续空间，其中每个元素（此处称为一个节点，node）都是指针，指向另一段（较大的）连续线性空间，称为缓冲区。缓冲区才是deque的储存空间主体。SGI STL 允许我们指定缓冲区大小，默认值0表示将使用512 bytes 缓冲区。

template <class T, class Alloc = alloc, size_t BUFSIZ = 0>class deque {public:              //基本类型typedef T value_type;typedef value_type* pointer;    ...protected:          //内部类型typedef pointer* map_pointer;protected:map_pointer map; //指向map，map是一个T**，也就是一个指针，其所指之物又是指针，                         //指向型别为T的一块空间。map是块连续空间，其内的每个元素                 //都是一个指针（称为节点），指向一个缓冲区size_type map_size; //map内可以容纳多少指针};

deque的迭代器

        deque分段连续。维护其“整体连续”假象的任务，由operator++和operator--两个运算子来完成。

        deque的迭代器应该具备什么结构，首先，它必须能够指出分段连续空间（亦即缓冲区）在哪里，其次它必须能够判断自己是否已经处于其所在缓冲区的边缘，如果是，一旦前进或后退就必须跳跃至下一个或上一个缓冲区。为了能够正确跳跃，deque必须随时掌握管控中心（map）。所以需要以下几个指针：

// 保持与容器的联结  T* cur;       // 此迭代器所指之缓冲区中的现行元素  T* first;     // 此迭代器所指之缓冲区的头  T* last;      // 此迭代器所指之缓冲区的尾（含备用空间）  map_pointer node; //指向管控中心

例子

        begin() 和end()返回的两个迭代器事实上一直保持在deque内，名为start和finish。迭代器start内的cur指针指向缓冲区的第一个元素，迭代器finish内的cur指向缓冲区的最后元素（的下一个位置）。注意，最后一个缓冲区 有备用空间，稍后若有新元素插入尾部，那么可以直接使用备用空间。

        迭代器内对各种指针运算都进行了重载，所以各种指针运算如加、减、前进、后退等都不能直观视之。最关键的是：一旦遇到缓冲区边缘，要特别小心，视前进或后退而定，可能需要调用set_node()跳一个缓冲区。set_node()，以及各种运算符的重载请查看下边完整源代码。各个重载的运算符是__deque_iterator<>成功的关键。

        正常情况下，如果备用空间只有一个了，那么就需要新配置一个节点（即缓冲区），此时使用的函数是push_fornt_aux或者push_back_aux。但是有时候（如果map尾端的节点备用空间不够，符合某些条件则必须重换一个map（配置更大，拷贝原来的，释放原空间））需要重新整治map，在push_back_aux以及push_front_aux函数中有一个reserve_map_at_front函数就是用来整治map的；而该函数实际调用的是reallocate_map()来执行操作。

完整源码

//stl_deque.h // 如果vector能满足你的需求, 那么就使用vector// 如果不得不使用deque, 那么在进行一算法(尤其是sort)操作时// 应该先把deque中的元素复制到vector中// 执行完算法再复制回去// 这样的效率往往要高于直接使用算法的效率#ifndef __SGI_STL_INTERNAL_DEQUE_H#define __SGI_STL_INTERNAL_DEQUE_H// 特性://   对于任何的非奇异(nonsingular)的迭代器i//     i.node是map array中的某元素的地址. i.node的内容是一个指向某个结点的头的指针//     i.first == *(i.node)//     i.last  == i.first + node_size//     i.cur是一个指向[i.first, i.last)之间的指针//       注意: 这意味着i.cur永远是一个可以解引用的指针,//            即使其是一个指向结尾后元素的迭代器////   起点和终点总是非奇异(nonsingular)的迭代器.//     注意: 这意味着空deque一定有一个node, 而一个具有N个元素的deque//          (N是Buffer Size)一定有有两个nodes////   对于除了start.node和finish.node之外的每一个node, 每一个node中的元素//   都是一个初始化过的对象. 如果start.node == finish.node,//   那么[start.cur, finish.cur)都是未初始化的空间.//   否则, [start.cur, start.last)和[finish.first, finish.cur)都是初始化的对象,//   而[start.first, start.cur)和[finish.cur, finish.last)是未初始化的空间////   [map, map + map_size)是一个合法的非空区间//   [start.node, finish.node]是内含在[map, map + map_size)区间的合法区间//   一个在[map, map + map_size)区间内的指针指向一个分配过的node,//   当且仅当此指针在[start.node, finish.node]区间内// 在前一个版本的deque中, node_size被设定为定植.// 然而在这个版本中, 用户可以自定义node_size的大小.// deque有三个模板参数, 第三个参数为size_t类型, 代表每个结点内的元素数目.// 如果第三个参数被设定为0(默认值), deque使用默认结点大小//// 使用不同结点大小的唯一理由是, 你的程序需要不同的效率, 并愿意为此付出代价,// 例如, 如果你的程序中有许多deque, 但是每个deque都只包含很少的元素,// 那么你可以使用较小的node_size来进行管理, 但是会对访问操作带来效率损失//// 不幸的是, 一些编译器不能正确处理non-type template parameters;// 如果这样, 在<stl_config.h>会定义__STL_NON_TYPE_TMPL_PARAM_BUG// 如果你的编译器不幸在列, 你只能使用默认的大小, 而不能更改__STL_BEGIN_NAMESPACE#if defined(__sgi) && !defined(__GNUC__) && (_MIPS_SIM != _MIPS_SIM_ABI32)#pragma set woff 1174#endif// 这个函数是为了防止不同编译器在处理常量表达式时的Bug// 如果n != 0, 那么就返回n, 表示buffer size为使用者自定义// 如果n ==0, 就返回默认值表示buffer size,默认值计算方法如下//    如果sz(元素类型大小sizeof(type))小于512, 返回512 / sz//    否则返回1inline size_t __deque_buf_size(size_t n, size_t sz){  return n != 0 ? n : (sz < 512 ? size_t(512 / sz) : size_t(1));}// 注意这里未继承自std::iterator#ifndef __STL_NON_TYPE_TMPL_PARAM_BUGtemplate <class T, class Ref, class Ptr, size_t BufSiz>struct __deque_iterator {  typedef __deque_iterator<T, T&, T*, BufSiz>             iterator;  typedef __deque_iterator<T, const T&, const T*, BufSiz> const_iterator;  static size_t buffer_size() {return __deque_buf_size(BufSiz, sizeof(T)); }#else /* __STL_NON_TYPE_TMPL_PARAM_BUG */template <class T, class Ref, class Ptr>struct __deque_iterator {  typedef __deque_iterator<T, T&, T*>             iterator;  typedef __deque_iterator<T, const T&, const T*> const_iterator;  static size_t buffer_size() {return __deque_buf_size(0, sizeof(T)); }#endif  typedef random_access_iterator_tag iterator_category;      // STL标准强制要求  typedef T value_type;                                      // STL标准强制要求  typedef Ptr pointer;                                       // STL标准强制要求  typedef Ref reference;                                     // STL标准强制要求  typedef size_t size_type;  typedef ptrdiff_t difference_type;                         // STL标准强制要求  typedef T** map_pointer;  typedef __deque_iterator self;  // 保持与容器的联结  T* cur;       // 此迭代器所指之缓冲区中的现行元素  T* first;     // 此迭代器所指之缓冲区的头  T* last;      // 此迭代器所指之缓冲区的尾（含备用空间）  map_pointer node; //指向管控中心  __deque_iterator(T* x, map_pointer y)    : cur(x), first(*y), last(*y + buffer_size()), node(y) {}  __deque_iterator() : cur(0), first(0), last(0), node(0) {}  __deque_iterator(const iterator& x)    : cur(x.cur), first(x.first), last(x.last), node(x.node) {}  reference operator*() const { return *cur; }#ifndef __SGI_STL_NO_ARROW_OPERATOR  // 如果编译器支持'->'则重载, 详细见我在<stl_list.h>中的剖析  pointer operator->() const { return &(operator*()); }#endif /* __SGI_STL_NO_ARROW_OPERATOR */  // 判断两个迭代器间的距离  difference_type operator-(const self& x) const  {    return difference_type(buffer_size()) * (node - x.node - 1) +      (cur - first) + (x.last - x.cur);  }/////////////////////////////////// 下面重载的这些是运算符是让deque//从外界看上去维护的是一段连续空间的关键////////////////////////////////  self& operator++()  {    ++cur;       //切换到下一个元素    if (cur == last) {    //如果达到了缓冲区尾端      set_node(node + 1); //就切换至下一节点（也就是缓冲区）      cur = first;        //的第一个元素    }    return *this;  }  // 后缀自增  // 返回当前迭代器的一个副本, 并调用前缀自增运算符实现迭代器自身的自增  self operator++(int)  {    self tmp = *this;    ++*this;    return tmp;  }  // 前缀自减, 处理方式类似于前缀自增  // 如果当前迭代器指向元素是当前缓冲区的第一个元素  // 则将迭代器状态调整为前一个缓冲区的最后一个元素  self& operator--()  {    if (cur == first) {      set_node(node - 1);      cur = last;    }    --cur;    return *this;  }  self operator--(int)  {    self tmp = *this;    --*this;    return tmp;  }//实现随机存取，迭代器可以直接跳跃n个距离  self& operator+=(difference_type n)  {    difference_type offset = n + (cur - first);    if (offset >= 0 && offset < difference_type(buffer_size()))      cur += n; //目标位置在同一缓冲区内    else {  //目标位置不在同一缓冲区内      difference_type node_offset =        offset > 0 ? offset / difference_type(buffer_size())                   : -difference_type((-offset - 1) / buffer_size()) - 1;      set_node(node + node_offset);  //切换到正确的节点（缓冲区）  //切换到正确的元素      cur = first + (offset - node_offset * difference_type(buffer_size()));    }    return *this;  }  self operator+(difference_type n) const  {    self tmp = *this;    // 这里调用了operator +=()可以自动调整指针状态    return tmp += n;  }  // :-), 将n变为-n就可以使用operator +=()了,  // 初等数学是神奇的, 还记得我们刚学编程时求绝对值是怎么写的吗? :P  self& operator-=(difference_type n) { return *this += -n; }  self operator-(difference_type n) const {    self tmp = *this;    return tmp -= n;  }  reference operator[](difference_type n) const { return *(*this + n); }  bool operator==(const self& x) const { return cur == x.cur; }  bool operator!=(const self& x) const { return !(*this == x); }  bool operator<(const self& x) const {    return (node == x.node) ? (cur < x.cur) : (node < x.node);  }  /*  迭代器内对各种指针运算都进行了重载，  所以各种指针运算如加、减、前进、后退等都不能直观视之。  最关键的是：一旦遇到缓冲区边缘，要特别小心，  视前进或后退而定，可能需要调用set_node()跳一个缓冲区  */  void set_node(map_pointer new_node)  {    node = new_node;    first = *new_node;    last = first + difference_type(buffer_size());  }};#ifndef __STL_CLASS_PARTIAL_SPECIALIZATION#ifndef __STL_NON_TYPE_TMPL_PARAM_BUGtemplate <class T, class Ref, class Ptr, size_t BufSiz>inline random_access_iterator_tagiterator_category(const __deque_iterator<T, Ref, Ptr, BufSiz>&) {  return random_access_iterator_tag();}template <class T, class Ref, class Ptr, size_t BufSiz>inline T* value_type(const __deque_iterator<T, Ref, Ptr, BufSiz>&) {  return 0;}template <class T, class Ref, class Ptr, size_t BufSiz>inline ptrdiff_t* distance_type(const __deque_iterator<T, Ref, Ptr, BufSiz>&) {  return 0;}#else /* __STL_NON_TYPE_TMPL_PARAM_BUG */template <class T, class Ref, class Ptr>inline random_access_iterator_tagiterator_category(const __deque_iterator<T, Ref, Ptr>&) {  return random_access_iterator_tag();}template <class T, class Ref, class Ptr>inline T* value_type(const __deque_iterator<T, Ref, Ptr>&) { return 0; }template <class T, class Ref, class Ptr>inline ptrdiff_t* distance_type(const __deque_iterator<T, Ref, Ptr>&) {  return 0;}#endif /* __STL_NON_TYPE_TMPL_PARAM_BUG */// 其实剖析到这里就没有什么难的了, deque的运算符才是核心#endif /* __STL_CLASS_PARTIAL_SPECIALIZATION */// See __deque_buf_size().  The only reason that the default value is 0//  is as a workaround for bugs in the way that some compilers handle//  constant expressions.template <class T, class Alloc = alloc, size_t BufSiz = 0>class deque {public:                         // Basic types  typedef T value_type;  typedef value_type* pointer;  typedef const value_type* const_pointer;  typedef value_type& reference;  typedef const value_type& const_reference;  typedef size_t size_type;  typedef ptrdiff_t difference_type;public:                         // Iterators#ifndef __STL_NON_TYPE_TMPL_PARAM_BUG  typedef __deque_iterator<T, T&, T*, BufSiz>              iterator;  typedef __deque_iterator<T, const T&, const T&, BufSiz>  const_iterator;#else /* __STL_NON_TYPE_TMPL_PARAM_BUG */  typedef __deque_iterator<T, T&, T*>                      iterator;  typedef __deque_iterator<T, const T&, const T*>          const_iterator;#endif /* __STL_NON_TYPE_TMPL_PARAM_BUG */#ifdef __STL_CLASS_PARTIAL_SPECIALIZATION  typedef reverse_iterator<const_iterator> const_reverse_iterator;  typedef reverse_iterator<iterator> reverse_iterator;#else /* __STL_CLASS_PARTIAL_SPECIALIZATION */  typedef reverse_iterator<const_iterator, value_type, const_reference,                           difference_type>          const_reverse_iterator;  typedef reverse_iterator<iterator, value_type, reference, difference_type>          reverse_iterator;#endif /* __STL_CLASS_PARTIAL_SPECIALIZATION */protected:                      // Internal typedefs  typedef pointer* map_pointer;  // 这个提供STL标准的allocator接口, 见<stl_alloc.h>  typedef simple_alloc<value_type, Alloc> data_allocator;  typedef simple_alloc<pointer, Alloc> map_allocator;  // 获取缓冲区最大存储元素数量  static size_type buffer_size()  {    return __deque_buf_size(BufSiz, sizeof(value_type));  }  static size_type initial_map_size() { return 8; }protected:                      // Data members  iterator start;               // 起始缓冲区  iterator finish;              // 最后一个缓冲区  // 指向map, map是一个连续的空间, 其每个元素都是一个指向缓冲区的指针  // 其模型见前面的__deque_iterator  map_pointer map;  size_type map_size;   // map容量,有多少个指针public:                         // Basic accessors  iterator begin() { return start; }  iterator end() { return finish; }  const_iterator begin() const { return start; }  const_iterator end() const { return finish; }  reverse_iterator rbegin() { return reverse_iterator(finish); }  reverse_iterator rend() { return reverse_iterator(start); }  const_reverse_iterator rbegin() const {    return const_reverse_iterator(finish);  }  const_reverse_iterator rend() const {    return const_reverse_iterator(start);  }  // 提供随机访问能力, 其调用的是迭代器重载的operator []  // 其实际地址需要进行一些列的计算, 效率有损失  reference operator[](size_type n) { return start[difference_type(n)]; }  const_reference operator[](size_type n) const {    return start[difference_type(n)];  }  reference front() { return *start; }  reference back() {    iterator tmp = finish;    --tmp;    return *tmp;  }  //以下调用__deque_iterator<>::operator*  const_reference front() const { return *start; }  const_reference back() const {    const_iterator tmp = finish;    --tmp; //调用__deque_iterator<>::operator--    return *tmp; //调用__deque_iterator<>::operator*  }  // 当前容器拥有的元素个数, 调用迭代器重载的operator -  size_type size() const { return finish - start;; }  size_type max_size() const { return size_type(-1); }  // deque为空的时, 只有一个缓冲区  bool empty() const { return finish == start; }public:                         // Constructor, destructor.  deque()    : start(), finish(), map(0), map_size(0)  {    create_map_and_nodes(0);  }  // 注: commit or rollback  deque(const deque& x)    : start(), finish(), map(0), map_size(0)  {    create_map_and_nodes(x.size());    __STL_TRY {      uninitialized_copy(x.begin(), x.end(), start);  // <stl_uninitialized.h>    }    __STL_UNWIND(destroy_map_and_nodes());  }  deque(size_type n, const value_type& value)    : start(), finish(), map(0), map_size(0)  {    fill_initialize(n, value);  }  deque(int n, const value_type& value)    : start(), finish(), map(0), map_size(0)  {    fill_initialize(n, value);  }  deque(long n, const value_type& value)    : start(), finish(), map(0), map_size(0)  {    fill_initialize(n, value);  }  explicit deque(size_type n)    : start(), finish(), map(0), map_size(0)  {    fill_initialize(n, value_type());  }#ifdef __STL_MEMBER_TEMPLATES  template <class InputIterator>  deque(InputIterator first, InputIterator last)    : start(), finish(), map(0), map_size(0)  {    range_initialize(first, last, iterator_category(first));  }#else /* __STL_MEMBER_TEMPLATES */  deque(const value_type* first, const value_type* last)    : start(), finish(), map(0), map_size(0)  {    create_map_and_nodes(last - first);    __STL_TRY {      uninitialized_copy(first, last, start);    }    __STL_UNWIND(destroy_map_and_nodes());  }  deque(const_iterator first, const_iterator last)    : start(), finish(), map(0), map_size(0)  {    create_map_and_nodes(last - first);    __STL_TRY {      uninitialized_copy(first, last, start);    }    __STL_UNWIND(destroy_map_and_nodes());  }#endif /* __STL_MEMBER_TEMPLATES */  ~deque()  {    destroy(start, finish);     // <stl_construct.h>    destroy_map_and_nodes();  }  deque& operator= (const deque& x)  {    // 其实我觉得把这个操作放在if内效率更高    const size_type len = size();    if (&x != this) {      // 当前容器比x容器拥有元素多, 析构多余元素      if (len >= x.size())        erase(copy(x.begin(), x.end(), start), finish);      // 将x所有超出部分的元素使用insert()追加进去      else {        const_iterator mid = x.begin() + difference_type(len);        copy(x.begin(), mid, start);        insert(finish, mid, x.end());      }    }    return *this;  }  // 其实要交换两个容器, 只需要交换其内部维护的指针即可^_^  void swap(deque& x)  {    __STD::swap(start, x.start);    __STD::swap(finish, x.finish);    __STD::swap(map, x.map);    __STD::swap(map_size, x.map_size);  }public:                         // push_* and pop_*  void push_back(const value_type& t)  {    // STL使用前闭后开的区间, 所以如果缓冲区还有一个以上的备用空间,    // 则直接在finish.cur上构造对象即可, 然后更新迭代器    if (finish.cur != finish.last - 1) {      construct(finish.cur, t);      ++finish.cur;    }    // 容量已满就要新申请内存了    else      push_back_aux(t);  }  void push_front(const value_type& t)  {    if (start.cur != start.first) { //第一个缓冲区还有备用空间      construct(start.cur - 1, t);  //直接在备用空间上构造元素      --start.cur;  //调整第一缓冲区的使用状态    }     else  //第一缓冲区无备用空间      push_front_aux(t);  }  void pop_back()  {    if (finish.cur != finish.first) {//如果最后一个缓冲区有一个或多个元素      --finish.cur; //调整指针，相当于排除最后元素      destroy(finish.cur); //将最后元素析构    }    else //最后缓冲区没元素      pop_back_aux();  //进行缓冲区的释放  }  //与pop_back()类似  void pop_front() {    if (start.cur != start.last - 1)    {      destroy(start.cur);      ++start.cur;    }    else      pop_front_aux();  }public:                         // Insert/////////////////////////// 在指定位置前插入元素/////////////////////////  iterator insert(iterator position, const value_type& x)  {    // 如果是在deque的最前端插入, 那么直接push_front()即可    if (position.cur == start.cur) {      push_front(x);      return start;    }    // 如果是在deque的末尾插入, 直接调用push_back()    else if (position.cur == finish.cur) {      push_back(x);      iterator tmp = finish;      --tmp;      return tmp;    }    else {      return insert_aux(position, x);    }  }  iterator insert(iterator position) { return insert(position, value_type()); }  // 详解见实现部分  void insert(iterator pos, size_type n, const value_type& x);  void insert(iterator pos, int n, const value_type& x)  {    insert(pos, (size_type) n, x);  }  void insert(iterator pos, long n, const value_type& x)  {    insert(pos, (size_type) n, x);  }#ifdef __STL_MEMBER_TEMPLATES  template <class InputIterator>  void insert(iterator pos, InputIterator first, InputIterator last)  {    insert(pos, first, last, iterator_category(first));  }#else /* __STL_MEMBER_TEMPLATES */  void insert(iterator pos, const value_type* first, const value_type* last);  void insert(iterator pos, const_iterator first, const_iterator last);#endif /* __STL_MEMBER_TEMPLATES */  // 如果new_size < size(), 那么就析构掉多余的元素,  // 否则以x为蓝本进行剩余元素的填充  void resize(size_type new_size, const value_type& x)  {    const size_type len = size();    if (new_size < len)      erase(start + new_size, finish);    else      insert(finish, new_size - len, x);  }  void resize(size_type new_size) { resize(new_size, value_type()); }public:                         // Erase  iterator erase(iterator pos)  {    iterator next = pos;    ++next;    // 计算待擦除点前的元素个数    difference_type index = pos - start;    // 判断待擦除结点前后元素的个数, 哪部分少就移动哪部分    if (index < (size() >> 1))    {      // 前面部分的元素少      copy_backward(start, pos, next);  // <stl_algobase.h>      pop_front();    }    // 后面部分的元素少    else {      copy(next, finish, pos);          // <stl_algobase.h>      pop_back();    }    return start + index;  }  // 详解见实现部分  iterator erase(iterator first, iterator last);  void clear();protected:                        // Internal construction/destruction  // 详解见实现部分  void create_map_and_nodes(size_type num_elements);  void destroy_map_and_nodes();  void fill_initialize(size_type n, const value_type& value);#ifdef __STL_MEMBER_TEMPLATES  template <class InputIterator>  void range_initialize(InputIterator first, InputIterator last,                        input_iterator_tag);  template <class ForwardIterator>  void range_initialize(ForwardIterator first, ForwardIterator last,                        forward_iterator_tag);#endif /* __STL_MEMBER_TEMPLATES */protected:                        // Internal push_* and pop_*  // 详解见实现部分  void push_back_aux(const value_type& t);  void push_front_aux(const value_type& t);  void pop_back_aux();  void pop_front_aux();protected:                        // Internal insert functions#ifdef __STL_MEMBER_TEMPLATES  template <class InputIterator>  void insert(iterator pos, InputIterator first, InputIterator last,              input_iterator_tag);  template <class ForwardIterator>  void insert(iterator pos, ForwardIterator first, ForwardIterator last,              forward_iterator_tag);#endif /* __STL_MEMBER_TEMPLATES */  iterator insert_aux(iterator pos, const value_type& x);  void insert_aux(iterator pos, size_type n, const value_type& x);#ifdef __STL_MEMBER_TEMPLATES  template <class ForwardIterator>  void insert_aux(iterator pos, ForwardIterator first, ForwardIterator last,                  size_type n);#else /* __STL_MEMBER_TEMPLATES */  void insert_aux(iterator pos,                  const value_type* first, const value_type* last,                  size_type n);  void insert_aux(iterator pos, const_iterator first, const_iterator last,                  size_type n);#endif /* __STL_MEMBER_TEMPLATES */  // 在起始缓冲区预留大小为n的空间  // 如果缓冲区不足则重新分配  iterator reserve_elements_at_front(size_type n)  {    size_type vacancies = start.cur - start.first;    if (n > vacancies)      new_elements_at_front(n - vacancies);    return start - difference_type(n);  }  iterator reserve_elements_at_back(size_type n)  {    size_type vacancies = (finish.last - finish.cur) - 1;    if (n > vacancies)      new_elements_at_back(n - vacancies);    return finish + difference_type(n);  }  void new_elements_at_front(size_type new_elements);  void new_elements_at_back(size_type new_elements);  void destroy_nodes_at_front(iterator before_start);  void destroy_nodes_at_back(iterator after_finish);protected:                      // Allocation of map and nodes  void reserve_map_at_back (size_type nodes_to_add = 1)  {    if (nodes_to_add + 1 > map_size - (finish.node - map))//如果map尾端的节点备用空间不够//符合以上条件则必须重换一个map（配置更大，拷贝原来的，释放原空间）      reallocate_map(nodes_to_add, false);  }  void reserve_map_at_front (size_type nodes_to_add = 1)  {    if (nodes_to_add > start.node - map)//如果map前端的节点备用空间不够//符合以上条件则必须重换一个map（配置更大，拷贝原来的，释放原空间）      reallocate_map(nodes_to_add, true);  }  void reallocate_map(size_type nodes_to_add, bool add_at_front);  // 分配内存, 不进行构造  pointer allocate_node() { return data_allocator::allocate(buffer_size()); }  // 释放内存, 不进行析构  void deallocate_node(pointer n)  {    data_allocator::deallocate(n, buffer_size());  }#ifdef __STL_NON_TYPE_TMPL_PARAM_BUGpublic:  bool operator==(const deque<T, Alloc, 0>& x) const {    return size() == x.size() && equal(begin(), end(), x.begin());  }  bool operator!=(const deque<T, Alloc, 0>& x) const {    return size() != x.size() || !equal(begin(), end(), x.begin());  }  bool operator<(const deque<T, Alloc, 0>& x) const {    return lexicographical_compare(begin(), end(), x.begin(), x.end());  }#endif /* __STL_NON_TYPE_TMPL_PARAM_BUG */};/////////////////////////////////// 在指定位置前插入n个值为x的元素////////////////////////////////template <class T, class Alloc, size_t BufSize>void deque<T, Alloc, BufSize>::insert(iterator pos,                                      size_type n, const value_type& x){  if (pos.cur == start.cur) {    iterator new_start = reserve_elements_at_front(n);    uninitialized_fill(new_start, start, x);    start = new_start;  }  else if (pos.cur == finish.cur) {    iterator new_finish = reserve_elements_at_back(n);    uninitialized_fill(finish, new_finish, x);    finish = new_finish;  }  else    insert_aux(pos, n, x);}// 给不支持成员函数模板的编译器提供支持函数#ifndef __STL_MEMBER_TEMPLATEStemplate <class T, class Alloc, size_t BufSize>void deque<T, Alloc, BufSize>::insert(iterator pos,                                      const value_type* first,                                      const value_type* last) {  size_type n = last - first;  if (pos.cur == start.cur) {    iterator new_start = reserve_elements_at_front(n);    __STL_TRY {      uninitialized_copy(first, last, new_start);      start = new_start;    }    __STL_UNWIND(destroy_nodes_at_front(new_start));  }  else if (pos.cur == finish.cur) {    iterator new_finish = reserve_elements_at_back(n);    __STL_TRY {      uninitialized_copy(first, last, finish);      finish = new_finish;    }    __STL_UNWIND(destroy_nodes_at_back(new_finish));  }  else    insert_aux(pos, first, last, n);}template <class T, class Alloc, size_t BufSize>void deque<T, Alloc, BufSize>::insert(iterator pos,                                      const_iterator first,                                      const_iterator last){  size_type n = last - first;  if (pos.cur == start.cur) {    iterator new_start = reserve_elements_at_front(n);    __STL_TRY {      uninitialized_copy(first, last, new_start);      start = new_start;    }    __STL_UNWIND(destroy_nodes_at_front(new_start));  }  else if (pos.cur == finish.cur) {    iterator new_finish = reserve_elements_at_back(n);    __STL_TRY {      uninitialized_copy(first, last, finish);      finish = new_finish;    }    __STL_UNWIND(destroy_nodes_at_back(new_finish));  }  else    insert_aux(pos, first, last, n);}#endif /* __STL_MEMBER_TEMPLATES *///////////////////////////////// 擦除[first, last)区间的元素//////////////////////////////template <class T, class Alloc, size_t BufSize>deque<T, Alloc, BufSize>::iteratordeque<T, Alloc, BufSize>::erase(iterator first, iterator last){//清楚的是整个deque，直接调用clear()  if (first == start && last == finish) {    clear();    return finish;  }  else {    difference_type n = last - first; //清除区间长度    difference_type elems_before = first - start; //清楚区间前方的元素//判断清除区间前后哪个元素少    if (elems_before < (size() - n) / 2) { //如果前方元素少，则将前方元素      copy_backward(start, first, last);   //后移（覆盖清除区间）      iterator new_start = start + n;  //标记deque新起点      destroy(start, new_start); //移动完毕，将冗余元素析构  //将冗余缓冲区释放      for (map_pointer cur = start.node; cur < new_start.node; ++cur)        data_allocator::deallocate(*cur, buffer_size());      start = new_start;  //设定deque新起点    }    else { //清除区间后方元素少，向前移动后方元素（覆盖清除区）      copy(last, finish, first);      iterator new_finish = finish - n;      destroy(new_finish, finish);      for (map_pointer cur = new_finish.node + 1; cur <= finish.node; ++cur)        data_allocator::deallocate(*cur, buffer_size());      finish = new_finish;    }    return start + elems_before;  }}//该函数清除整个deque，deque初始状态（无任何元素）时，有一个//缓冲区，因此clear后恢复初始，要保留一个缓冲区template <class T, class Alloc, size_t BufSize>void deque<T, Alloc, BufSize>::clear(){  // 以下针对头尾以外的每个缓冲区（它们是饱满的）  for (map_pointer node = start.node + 1; node < finish.node; ++node) {    //将缓冲区内所有元素析构 destroy(*node, *node + buffer_size());//释放缓冲区内存    data_allocator::deallocate(*node, buffer_size());  }  // 至少有头尾两个缓冲区  if (start.node != finish.node) {    destroy(start.cur, start.last); //将头缓冲区目前的元素析构    destroy(finish.first, finish.cur); //将尾缓冲区目前元素析构//!!!注意：以下释放尾缓冲区，头缓冲区保留    data_allocator::deallocate(finish.first, buffer_size());  }  // 析构所有元素, 但是不释放空间, 因为deque要满足这个前置条件  // 具体的细节见本文件开头'特性'  else    destroy(start.cur, finish.cur);  finish = start;  //调整状态}// 创建内部使用的map，负责安排产生并安排好deque的结构template <class T, class Alloc, size_t BufSize>void deque<T, Alloc, BufSize>::create_map_and_nodes(size_type num_elements){  // 需要的结点数 = （元素个数 / 每个缓冲区能容纳的元素数 + 1）  size_type num_nodes = num_elements / buffer_size() + 1;  // map要维护的结点, 这里最小的值为8, 见initial_map_size()  //最大为“所需节点数加2”，前后各预备一个，扩充时可用  map_size = max(initial_map_size(), num_nodes + 2);  //配置有map_size个节点的map  map = map_allocator::allocate(map_size);  // 将[nstart, nfinish)区间设置在map的中间,  // 这样就能保证前后增长而尽可能减少map的重新分配次数  map_pointer nstart = map + (map_size - num_nodes) / 2;  map_pointer nfinish = nstart + num_nodes - 1;  // 分配结点空间  map_pointer cur;  __STL_TRY {  //为map内的每个现用节点配置缓冲区。所有缓冲区加起来就是deque  //的可用空间（最后一个缓冲区可能留有一些富裕）    for (cur = nstart; cur <= nfinish; ++cur)      *cur = allocate_node();  }#     ifdef  __STL_USE_EXCEPTIONS  catch(...) {    for (map_pointer n = nstart; n < cur; ++n)      deallocate_node(*n);    map_allocator::deallocate(map, map_size);    throw;  }#     endif /* __STL_USE_EXCEPTIONS */  // 维护指针状态，为deque的两个迭代器start、end设置正确内容  start.set_node(nstart);  finish.set_node(nfinish);  start.cur = start.first;  finish.cur = finish.first + num_elements % buffer_size();}// This is only used as a cleanup function in catch clauses.template <class T, class Alloc, size_t BufSize>void deque<T, Alloc, BufSize>::destroy_map_and_nodes(){  for (map_pointer cur = start.node; cur <= finish.node; ++cur)    deallocate_node(*cur);  map_allocator::deallocate(map, map_size);}/*分配n个结点, 并以value为蓝本初始化该函数负责产生并安排好deque的结构并为元素设置初值*/template <class T, class Alloc, size_t BufSize>void deque<T, Alloc, BufSize>::fill_initialize(size_type n,                                               const value_type& value){  create_map_and_nodes(n); //把deque的结构都产生并安排好  map_pointer cur;  __STL_TRY {  //为每个节点的缓冲区设置初值    for (cur = start.node; cur < finish.node; ++cur)      uninitialized_fill(*cur, *cur + buffer_size(), value);//最后一个缓冲区的设定不太相同    uninitialized_fill(finish.first, finish.cur, value);  }#       ifdef __STL_USE_EXCEPTIONS  catch(...) {    for (map_pointer n = start.node; n < cur; ++n)      destroy(*n, *n + buffer_size());    destroy_map_and_nodes();    throw;  }#       endif /* __STL_USE_EXCEPTIONS */}#ifdef __STL_MEMBER_TEMPLATEStemplate <class T, class Alloc, size_t BufSize>template <class InputIterator>void deque<T, Alloc, BufSize>::range_initialize(InputIterator first,                                                InputIterator last,                                                input_iterator_tag) {  create_map_and_nodes(0);  for ( ; first != last; ++first)    push_back(*first);}template <class T, class Alloc, size_t BufSize>template <class ForwardIterator>void deque<T, Alloc, BufSize>::range_initialize(ForwardIterator first,                                                ForwardIterator last,                                                forward_iterator_tag) {  size_type n = 0;  distance(first, last, n);  create_map_and_nodes(n);  __STL_TRY {    uninitialized_copy(first, last, start);  }  __STL_UNWIND(destroy_map_and_nodes());}#endif /* __STL_MEMBER_TEMPLATES */// 仅当finish.cur == finish.last - 1才调用// 即最后一个缓冲区只剩一个备用空间才调用// 先配置一块新缓冲区，并设置新元素内容，然后更改迭代器template <class T, class Alloc, size_t BufSize>void deque<T, Alloc, BufSize>::push_back_aux(const value_type& t){  value_type t_copy = t;  reserve_map_at_back(); //若符合某种条件则必须重换一个map  *(finish.node + 1) = allocate_node(); //配置一个新节点（缓冲区）  __STL_TRY {    construct(finish.cur, t_copy);    finish.set_node(finish.node + 1); //改变finish，令其指向新缓冲区    finish.cur = finish.first; //设定finish的状态  }  __STL_UNWIND(deallocate_node(*(finish.node + 1)));}// Called only if start.cur == start.first.template <class T, class Alloc, size_t BufSize>void deque<T, Alloc, BufSize>::push_front_aux(const value_type& t){  value_type t_copy = t;  reserve_map_at_front();  *(start.node - 1) = allocate_node(); //若符合某条件则必须重换一个map  __STL_TRY {    start.set_node(start.node - 1); //配置一个新缓冲区    start.cur = start.last - 1;    construct(start.cur, t_copy);  }#     ifdef __STL_USE_EXCEPTIONS  catch(...) {  //commit or rollback：若非全部成功，就一个不留    start.set_node(start.node + 1);    start.cur = start.first;    deallocate_node(*(start.node - 1));    throw;  }#     endif /* __STL_USE_EXCEPTIONS */}// Called only if finish.cur == finish.first.template <class T, class Alloc, size_t BufSize>void deque<T, Alloc, BufSize>:: pop_back_aux(){  deallocate_node(finish.first); //释放最后一个缓冲区  finish.set_node(finish.node - 1);//调整finish的状态，指向  finish.cur = finish.last - 1;    //上一个缓冲区的最后一个元素  destroy(finish.cur);}// Called only if start.cur == start.last - 1.  Note that if the deque//  has at least one element (a necessary precondition for this member//  function), and if start.cur == start.last, then the deque must have//  at least two nodes.//与上边pop_back_aux()相似template <class T, class Alloc, size_t BufSize>void deque<T, Alloc, BufSize>::pop_front_aux(){  destroy(start.cur);  deallocate_node(start.first);  start.set_node(start.node + 1);  start.cur = start.first;}#ifdef __STL_MEMBER_TEMPLATES// 将[first, last)区间元素插入到pos前template <class T, class Alloc, size_t BufSize>template <class InputIterator>void deque<T, Alloc, BufSize>::insert(iterator pos,                                      InputIterator first, InputIterator last,                                      input_iterator_tag){  // 由于是Input Iterator, 则使用通用的inserter完成插入操作  copy(first, last, inserter(*this, pos));}template <class T, class Alloc, size_t BufSize>template <class ForwardIterator>void deque<T, Alloc, BufSize>::insert(iterator pos,                                      ForwardIterator first,                                      ForwardIterator last,                                      forward_iterator_tag){  size_type n = 0;  distance(first, last, n);  if (pos.cur == start.cur) {    iterator new_start = reserve_elements_at_front(n);    __STL_TRY {      uninitialized_copy(first, last, new_start);      start = new_start;    }    __STL_UNWIND(destroy_nodes_at_front(new_start));  }  else if (pos.cur == finish.cur) {    iterator new_finish = reserve_elements_at_back(n);    __STL_TRY {      uninitialized_copy(first, last, finish);      finish = new_finish;    }    __STL_UNWIND(destroy_nodes_at_back(new_finish));  }  else    insert_aux(pos, first, last, n);}#endif /* __STL_MEMBER_TEMPLATES *///////////////////////// 在指定位置前插入元素//////////////////////template <class T, class Alloc, size_t BufSize>typename deque<T, Alloc, BufSize>::iteratordeque<T, Alloc, BufSize>::insert_aux(iterator pos, const value_type& x){  difference_type index = pos - start; //插入点之前的元素个数  value_type x_copy = x;  if (index < size() / 2) {   //如果插入点前元素个数少    push_front(front()); //在最前端加入与第一个元素同值的元素    iterator front1 = start;    ++front1;    iterator front2 = front1;    ++front2;    pos = start + index;    iterator pos1 = pos;    ++pos1;    copy(front2, pos1, front1); //元素移动  }  else { //插入点后的元素个数较少    push_back(back());  //在尾部插入一个与最后一个元素同值的元素    iterator back1 = finish;    --back1;    iterator back2 = back1;    --back2;    pos = start + index;    copy_backward(pos, back2, back1); //元素移动  }  *pos = x_copy; //在插入点上设定新值  return pos;}