boost.circular_buffer简介

很多时候，我们需要在内存中记录最近一段时间的数据，如操作记录等。由于这部分数据记录在内存中，因此并不能无限递增，一般有容量限制，超过后就将最开始的数据移除掉。在stl中并没有这样的数据结构，一般需要我们自己构造，常用方法如下：

1. 用list构造，超过后把数据头移除
2. 用vector构造，超过后把数据头移除
3. 用数组构造，通过循环的方式覆盖

这几种方式都有各自的缺点：用list构造无法实现随机访问，用vector构造移动数据头开销较大，用数组构造需要维护数据头指针和防止计数器溢出，计算位置和数据的移除也相对较麻烦。

当然，这些都不是无法解决的问题，就是稍微麻烦点。不过现在boost直接提供了一个circular_buffer类可以实现这一操作，它的接口基本上和vector类似，但它有容量限制，实现方式也稍微有点不同：

circular_buffer内部也是用一块连续内存保存数据，元素的下标从0->n - 1依次增大(begin处为0， end - 1处为n - 1)。如果达到容量上限，继续push_back方法压入元素时，原来begin处的元素就会被覆盖，原来begin + 1处的元素成为新的begin，push_front功能类似。

也就是说，circular_buffer的内部还是通过数组来实现，只不过给我们做好了封装工作，提供了vector类似的接口，用起来非常简便。如下是boost文档是的例子：

    // Create a circular buffer with a capacity for 3 integers.
    boost::circular_buffer<int> cb(3);

    // Insert some elements into the buffer.
    cb.push_back(1);
    cb.push_back(2);
    cb.push_back(3);

    int a = cb[0]; // a == 1
    int b = cb[1]; // b == 2
    int c = cb[2]; // c == 3

    // The buffer is full now, pushing subsequent
    // elements will overwrite the front-most elements.

    cb.push_back(4); // Overwrite 1 with 4.
    cb.push_back(5); // Overwrite 2 with 5.

    // The buffer now contains 3, 4 and 5.
    a = cb[0]; // a == 3
    b = cb[1]; // b == 4
    c = cb[2]; // c == 5

    // Elements can be popped from either the front or the back.
    cb.pop_back(); // 5 is removed.
    cb.pop_front(); // 3 is removed.

    int d = cb[0]; // d == 4

虽然circular_buffer这种功能并不难实现，但既然boost给我们提供了一个好用的准标准库，就不要重复造轮子了。

Boost.Circular_buffer维护了一块连续内存块作为缓存区，当缓存区内的数据存满时，继续存入数据就覆盖掉旧的数据。
它是一个与STL兼容的容器，类似于 std::list或std::deque,并且支持随机存取。circular_buffer 被特别设计为提供固定容量的存储大小。当其容量被用完时，新插入的元素会覆盖缓冲区头部或尾部(取决于使用何种插入操作)的元素。逻辑存储结构如图

头文件

#include <boost/circular_buffer.hpp>

示例

1. #include <boost/circular_buffer.hpp>
2. #include <numeric>
3. #include <assert.h>
4.  
5. int main(int /*argc*/, char* /*argv*/[])
6. {
7.     // 创建一个容量为3的循环缓冲区
8.     boost::circular_buffer<int> cb(3);
9.  
10.     // 插入一些元素到循环缓冲区
11.     cb.push_back(1);
12.     cb.push_back(2);
13.  
14.     // 断言
15.     assert(cb[0] == 1);
16.     assert(cb[1] == 2);
17.     assert(!cb.full());
18.     assert(cb.size() == 2);
19.     assert(cb.capacity() == 3);
20.  
21.     // 再插入其它元素
22.     cb.push_back(3);
23.     cb.push_back(4);
24.  
25.     // 求和
26.     int sum = std::accumulate(cb.begin(), cb.end(), 0);
27.  
28.     // 断言
29.     assert(cb[0] == 2);
30.     assert(cb[1] == 3);
31.     assert(cb[2] == 4);
32.     assert(*cb.begin() == 2);
33.     assert(cb.front() == 2);
34.     assert(cb.back() == 4);
35.     assert(sum == 9);
36.     assert(cb.full());
37.     assert(cb.size() == 3);
38.     assert(cb.capacity() == 3);
39.  
40.     return 0;
41. }

从使用上看，它和普通的STL容器没什么两样。circular_buffer<int>在执行本例代码过程状态如下：

// 创建一个容量为3的循环缓冲区            boost::circular_buffer<int> cb(3);            

这时里面是没有数据的:
cb.size() == 0;
cb.capacity()==3;
cb.empty()==true;
cb.full()==false;

// 插入一些元素到循环缓冲区            cb.push_back(1);

cb.size() == 1;
cb.capacity()==3;
cb.empty()==false;
cb.full()==false;

cb.push_back(2);

cb.size() == 2;
cb.capacity()==3;
cb.empty()==false;
cb.full()==false;

// 再插入其它元素            cb.push_back(3);

cb.size() == 3;
cb.capacity()==3;
cb.empty()==false;
cb.full()==true;

cb.push_back(4);

cb.size() == 3;
cb.capacity()==3;
cb.empty()==false;
cb.full()==true;
因为已到容量上限，所以数据4覆盖了旧数据1，并且begin()和end()都向前移一格。所以这时：
cb[0]==2;
cb[1]==3;
cb[2]==4;
我们也可以把它设想为一个定长的队列，当在队列满的情况下再向队尾放入数据时，就把队首“挤”出队列，反之亦然。

特有方法

方法说明示例void rotate(const_iterator new_begin);旋转 circular_buffer 中的元素。在上例的最后(这时数据是:2,3,4)写：
cb.rotate(cb.begin()+1);
执行后内部数据是：3,4,2size_type reserve() const;取得可以插入到 circular_buffer 中而不覆写任何已存元素的最大元素数量。返回结果==capacity() - size() ;void set_capacity(capacity_type new_capacity);修改 circular_buffer 的容量。把上例中原3个空间改成5个:
cb.set_capacity(5);