循環優先級隊列

由來

在最近的項目中，我須要用到一個能設置固定長度的優先級隊列，查了一下知名的第三方庫，沒有找到合適的，因而，決定本身寫一個。

須要的功能主要是：

1. 一個能存放對象的隊列，支持push和pop
2. 容量固定，能夠配置
3. 能自動排序
4. 可以遍歷
5. ring buffer

由於，我通讀過STL的源碼，對stl容器比較熟悉，寫一個相似的應該不難，節約時間。因此就仿照STL的list，寫了一個這樣的容器

源碼地址：https://github.com/zfq559/ring_queue

實現

首先想到的思路就是用循環數組，事先申請好固定長度的對象數組，循環使用，相似vector，可是，增刪的時候，須要移動元素，並且無法實現emplace函數了，寫到一半，這個思路就被廢棄了。因而，改用雙向鏈表，這樣，五個條件，都比較容易知足，可是，若是內存不是連續的話，遍歷的cache miss就比較高，因而就加入了內存池。

類定義爲：

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

其中，T爲容器中存放的數據類型，Size表示容器大小

元素節點定義成了這樣：

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

STL中，data的類型是一個 T*。我這裏之因此這樣定義，爲了只建立一個內存池對象，讓內存儘量連續。

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; } }

考慮到，使用的時候，更多狀況下，按順序插入元素，因此，這裏尋找插入點的時候，從後往前查找

判斷隊列是否滿，使用成員變量length_，若是插入一個元素以後，隊列超過Size大小了，刪除頭節點就能夠了，由於頭節點保存的是最小值：

    // if queue is full, delete head node
    if (length_ > Size) { Node *head = dummy_->next; _destroy((T *)head->data); // 析構節點中保存的對象 dummy_->next = head->next; // 刪除節點 head->next->prev = dummy_; length_--; alloc_.PutNode(head); // 內存回收 }

內存池也是相似STL中的分配器：

template <class T, uint32_t Num> class Allocator;

事先申請 (Num+2)*(sizeof(T)8字節對齊)的內存，每一個塊，稱爲一個 pool，內存池自動擴容，不過最多申請10個 pool。不能自動減小容量

測試

使用 googletest 寫了十幾個用例，並和 std::list，std::set 做對比，在 win10/ubuntu18-x64/ubuntu16-armv8測試發現，這個容器性能是超過 std::set 的，更是超過了排序的 list

結語

TODO：須要加入 benchmark 和 profile。增長erase函數，刪除指定節點

主要的特色就是上面所描述的，我的不免有考慮不到的地方，或者程序有bug，若是有人提出來，我很是感謝！