为什么双端队列比队列快？

Question

我有以下工作代码（g++ 8.2，C++17 标准。）

    queue<TreeNode*> q{};

    q.push(root);
    q.push(nullptr);
    int sum = root -> val;
    while (!q.empty()) {
        TreeNode *n = q.front();
        q.pop();

        if (n != nullptr) {
            sum += n->val;
            if (n-> left != nullptr) q.push(n->left);
            if (n-> right != nullptr) q.push(n->right);   
        } else {
            if (q.empty()) break;
            q.push(nullptr);
            sum = 0;
        }

    }
    return sum;

然后我将queue<TreeNode*> 替换为deque<TreeNode*>。事实证明，速度至少提高了 20%。为什么deque<TreeNode*> 比queue<TreeNode*> 快那么多？

Answer 1

来自cppreference.com: std::queue

template<
    class T,
    class Container = std::deque<T>
> class queue;

Container - 用于存储元素的底层容器的类型。

所以std::queue - 默认情况下 - 使用 std::deque 作为其内部容器，因为它最多只能与 std::deque（或一般的底层容器）一样快，并且因为它是一个包装器是 - 取决于编译器可以做的优化 - 较慢。因此，如果您正确测量了 20% 的减速，那么您就可以衡量编译器在给定优化级别优化包装器代码的能力。

由于 std::queue 的存在是为了保证 FIFO 的使用，因此我怀疑仅公开这些函数——但我现在无法对其进行测试——开启优化后速度会急剧下降。如果是这样，我会认为这是编译器或库实现功能的错误/缺陷。