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:

  1. 一个能存放对象的队列,支持push和pop
  2. 容量固定,可以配置
  3. 能自动排序
  4. 能够遍历
  5. 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:

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template <class T, uint32_t Size = 10, class Compare = std::less<T>> class RingQueue;
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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:

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template <class T> struct QueueNode {   char data[sizeof(T)];   QueueNode<T> *prev{nullptr};   QueueNode<T> *next{nullptr}; };
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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:

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    Node *node = nullptr;     for (node = dummy_->prev; node != dummy_; node = node->prev) {       if (value_compare_(*(T *)node->data, value)) {         break;       }     }
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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:

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    // 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     }
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内存池也是类似STL中的分配器: