双端队列与队列速度答案

【问题标题】：Deque vs Queue Speed双端队列与队列速度
【发布时间】：2017-05-06 11:04:21
【问题描述】：

我正在解决 LeetCode (Here) 上的一个问题。当我完成问题时，我想出了：

class MovingAverage {
    std::deque<int> numsToAverage;
    int maxSize;
    int currentTotal;
public:
    /** Initialize your data structure here. */
    MovingAverage(int size) {
        maxSize = size;
        currentTotal = 0;
    }

    double next(int val) 
    {
        currentTotal += val;
        numsToAverage.push_back(val);

        if (numsToAverage.size() > maxSize)
        {
            currentTotal -= numsToAverage[0];
            numsToAverage.pop_front();
        }

        return (double)currentTotal / (double)numsToAverage.size();
    }
};

之后，我看到另一个解决方案与我的非常相似，但使用了队列。出于好奇，我只将双端队列换成了队列，然后我从第 18 个百分位（双端队列）跳到了第 56 个百分位（队列）。这是队列代码：

class MovingAverage {
    std::queue<int> numsToAverage;
    int maxSize;
    int currentTotal;
public:
    /** Initialize your data structure here. */
    MovingAverage(int size) {
        maxSize = size;
        currentTotal = 0;
    }

    double next(int val) 
    {
        currentTotal += val;
        numsToAverage.push(val);

        if (numsToAverage.size() > maxSize)
        {
            currentTotal -= numsToAverage.front();
            numsToAverage.pop();
        }

        return (double)currentTotal / (double)numsToAverage.size();
    }
};

我的问题具体是为什么？我检查了std::queue，它默认为双端队列！为什么仅仅因为它是一个队列它会更快？我唯一的猜测是它在某个地方缓存了该值？但同时，一个队列，默认是一个双端队列！插入/删除时间简直不能再好！

（旁注，我不考虑 size == 0 的情况，因为问题没有测试它。事实上，如果你把它交给 0，他们的代码会剧烈崩溃）

【问题讨论】：

这就是测量之美。如果你的工具很糟糕，你的测量结果很糟糕。服务器提供半一致的结果，但偶尔会报告您有时更快或更慢。区别在于 100% 的服务器，仅此而已。
如有疑问，请提供个人资料。

标签： c++ performance queue deque

【解决方案1】：

这是一个有根据的猜测：

内存控制器具有预取“惯用手”，它奖励连续的、升序的内存访问，但按降序访问的速度较慢。
因此，用作 FIFO 容器的双端队列有一个首选方向，即一侧推入另一侧弹出。
很可能，您的双端队列代码使用了最不受欢迎的方向。但是队列实现已经优化，可以在最受青睐的方向使用底层双端队列。
有一种简单的方法可以检验这个假设（假设这些是非保证的实现细节）。在你的双端队列代码中，切换push_back --> push_front 和pop_front --> pop_back。如果假设正确，则双端队列代码的速度应该与队列实现一样快:-)

【讨论】：