boost.circular_buffer简介

很多时候，我们需要在内存中记录最近一段时间的数据，如操作记录等。由于这部分数据记录在内存中，因此并不能无限递增，一般有容量限制，超过后就将最开始的数据移除掉。在stl中并没有这样的数据结构，一般需要我们自己构造，常用方法如下：

用list构造，超过后把数据头移除

用vector构造，超过后把数据头移除

用数组构造，通过循环的方式覆盖

这几种方式都有各自的缺点：用list构造无法实现随机访问，用vector构造移动数据头开销较大，用数组构造需要维护数据头指针和防止计数器溢出，计算位置和数据的移除也相对较麻烦。

当然，这些都不是无法解决的问题，就是稍微麻烦点。不过现在boost直接提供了一个circular_buffer类可以实现这一操作，它的接口基本上和vector类似，但它有容量限制，实现方式也稍微有点不同：



circular_buffer内部也是用一块连续内存保存数据，元素的下标从0->n - 1依次增大(begin处为0， end - 1处为n - 1)。如果达到容量上限，继续push_back方法压入元素时，原来begin处的元素就会被覆盖，原来begin + 1处的元素成为新的begin，push_front功能类似。

也就是说，circular_buffer的内部还是通过数组来实现，只不过给我们做好了封装工作，提供了vector类似的接口，用起来非常简便。如下是boost文档是的例子：

// Create a circular buffer with a capacity for 3 integers.

boost::circular_buffer<int> cb(3);

// Insert some elements into the buffer.

cb.push_back(1);

cb.push_back(2);

cb.push_back(3);

int a = cb[0]; // a == 1

int b = cb[1]; // b == 2

int c = cb[2]; // c == 3

// The buffer is full now, pushing subsequent

// elements will overwrite the front-most elements.

cb.push_back(4); // Overwrite 1 with 4.

cb.push_back(5); // Overwrite 2 with 5.

// The buffer now contains 3, 4 and 5.

a = cb[0]; // a == 3

b = cb[1]; // b == 4

c = cb[2]; // c == 5

// Elements can be popped from either the front or the back.

cb.pop_back(); // 5 is removed.

cb.pop_front(); // 3 is removed.

int d = cb[0]; // d == 4

虽然circular_buffer这种功能并不难实现，但既然boost给我们提供了一个好用的准标准库，就不要重复造轮子了。

Boost.Circular_buffer维护了一块连续内存块作为缓存区，当缓存区内的数据存满时，继续存入数据就覆盖掉旧的数据。

它是一个与STL兼容的容器，类似于 std::list或std::deque,并且支持随机存取。 circular_buffer 被特别设计为提供固定容量的存储大小。当其容量被用完时，新插入的元素会覆盖缓冲区头部或尾部(取决于使用何种插入操作)的元素。逻辑存储结构如图

头文件

#include <boost/circular_buffer.hpp>

示例

#include <boost/circular_buffer.hpp>
#include <numeric>
#include <assert.h>

int main(int /*argc*/, char* /*argv*/[])
{
// 创建一个容量为3的循环缓冲区 boost::circular_buffer<int> cb(3);
// 插入一些元素到循环缓冲区 cb.push_back(1);
cb.push_back(2);

// 断言
assert(cb[0] == 1);
assert(cb[1] == 2);
assert(!cb.full());
assert(cb.size() == 2);
assert(cb.capacity() == 3);

// 再插入其它元素 cb.push_back(3);
cb.push_back(4);

// 求和
int sum = std::accumulate(cb.begin(), cb.end(), 0);

// 断言
assert(cb[0] == 2);
assert(cb[1] == 3);
assert(cb[2] == 4);
assert(*cb.begin() == 2);
assert(cb.front() == 2);
assert(cb.back() == 4);
assert(sum == 9);
assert(cb.full());
assert(cb.size() == 3);
assert(cb.capacity() == 3);

return 0;
}

从使用上看，它和普通的STL容器没什么两样。circular_buffer<int>在执行本例代码过程状态如下：

// 创建一个容量为3的循环缓冲区 boost::circular_buffer<int> cb(3); 这时里面是没有数据的: cb.size() == 0; cb.capacity()==3; cb.empty()==true; cb.full()==false;
// 插入一些元素到循环缓冲区 cb.push_back(1); cb.size() == 1; cb.capacity()==3; cb.empty()==false; cb.full()==false;
cb.push_back(2); cb.size() == 2; cb.capacity()==3; cb.empty()==false; cb.full()==false;
// 再插入其它元素 cb.push_back(3); cb.size() == 3; cb.capacity()==3; cb.empty()==false; cb.full()==true;
cb.push_back(4); cb.size() == 3; cb.capacity()==3; cb.empty()==false; cb.full()==true; 因为已到容量上限，所以数据4覆盖了旧数据1，并且begin()和end()都向前移一格。所以这时： cb[0]==2; cb[1]==3; cb[2]==4;

我们也可以把它设想为一个定长的队列，当在队列满的情况下再向队尾放入数据时，就把队首“挤”出队列，反之亦然。

特有方法

方法	说明	示例
void rotate(const_iterator new_begin);	旋转 circular_buffer 中的元素。	在上例的最后(这时数据是:2,3,4)写： cb.rotate(cb.begin()+1); 执行后内部数据是：3,4,2
size_type reserve() const;	取得可以插入到 circular_buffer 中而不覆写任何已存元素的最大元素数量。	返回结果==capacity() - size() ;
void set_capacity(capacity_type new_capacity);	修改 circular_buffer 的容量。	把上例中原3个空间改成5个: cb.set_capacity(5);