循环优先级队列
由来
在最近的项目中,我需要用到一个能设置固定长度的优先级队列,查了一下知名的第三方库,没有找到合适的,于是,决定自己写一个。
需要的功能主要是:
- 一个能存放对象的队列,支持push和pop
- 容量固定,可以配置
- 能自动排序
- 能够遍历
- ring buffer
因为,我通读过STL的源码,对stl容器比较熟悉,写一个类似的应该不难,节约时间。所以就仿照STL的list,写了一个这样的容器
源码地址:https://github.com/zfq559/ring_queue
实现
首先想到的思路就是用循环数组,事先申请好固定长度的对象数组,循环使用,类似vector,但是,增删的时候,需要移动元素,而且没法实现emplace函数了,写到一半,这个思路就被废弃了。于是,改用双向链表,这样,五个条件,都比较容易满足,但是,如果内存不是连续的话,遍历的cache miss就比较高,于是就加入了内存池。
类定义为:
template <class T, uint32_t Size = 10, class Compare = std::less<T>> class RingQueue;
其中,T为容器中存放的数据类型,Size表示容器大小
元素节点定义成了这样:
template <class T> struct QueueNode { char data[sizeof(T)]; QueueNode<T> *prev{nullptr}; QueueNode<T> *next{nullptr}; };
STL中,data的类型是一个 T*。我这里之所以这样定义,为了只创建一个内存池对象,让内存尽可能连续。
插入元素使用的是插入排序:
Node *node = nullptr; for (node = dummy_->prev; node != dummy_; node = node->prev) { if (value_compare_(*(T *)node->data, value)) { break; } }
考虑到,使用的时候,更多情况下,按顺序插入元素,所以,这里寻找插入点的时候,从后往前查找
判断队列是否满,使用成员变量length_,如果插入一个元素之后,队列超过Size大小了,删除头节点就可以了,因为头节点保存的是最小值:
// if queue is full, delete head node if (length_ > Size) { Node *head = dummy_->next; _destroy((T *)head->data); // 析构节点中保存的对象 dummy_->next = head->next; // 删除节点 head->next->prev = dummy_; length_--; alloc_.PutNode(head); // 内存回收 }
内存池也是类似STL中的分配器: