【C++】list介绍

zxctscl

发布于 2024-04-02 08:56:03

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发布于 2024-04-02 08:56:03

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1. list介绍

list是可以在常数范围内在任意位置进行插入和删除的序列式容器，并且该容器可以前后双向迭代。
list的底层是双向链表结构，双向链表中每个元素存储在互不相关的独立节点中，在节点中通过指针指向其前一个元素和后一个元素。
list与forward_list非常相似：最主要的不同在于forward_list是单链表，只能朝前迭代，已让其更简单高效。
与其他的序列式容器相比(array，vector，deque)，list通常在任意位置进行插入、移除元素的执行效率更好。
与其他序列式容器相比，list和forward_list最大的缺陷是不支持任意位置的随机访问，比如：要访问list的第6个元素，必须从已知的位置(比如头部或者尾部)迭代到该位置，在这段位置上迭代需要线性的时间开销；list还需要一些额外的空间，以保存每个节点的相关联信息(对于存储类型较小元素的大list来说这可能是一个重要的因素)

list中的接口比较多，此处类似，只需要掌握如何正确的使用，然后再去深入研究背后的原理，已达到可扩展的能力。以下为list中一些常见的重要接口。

2. list的构造

3. ist iterator的使用

此处，大家可暂时将迭代器理解成一个指针，该指针指向list中的某个节点。

直接看代码：

    list<int> lt;
	lt.push_back(1);
	lt.push_back(2);
	lt.push_back(3);
	lt.push_back(4);
	lt.push_back(5);
	list<int>::iterator it = lt.begin();
	while (it != lt.end())
	{
		cout << *it << " ";
		it++;
	}
	cout << endl;
	
	for (auto e : lt)
	{
		cout << e << " ";
	}
	cout << endl;

注意：

begin与end为正向迭代器，对迭代器执行++操作，迭代器向后移动
rbegin(end)与rend(begin)为反向迭代器，对迭代器执行++操作，迭代器向前移动

4. capacity

5. element access

6. modifiers

7. 迭代器失效

迭代器失效即迭代器所指向的节点的无效，即该节点被删除了。因为list的底层结构为带头结点的双向循环链表，因此在list中进行插入时是不会导致list的迭代器失效的，只有在删除时才会失效，并且失效的只是指向被删除节点的迭代器，其他迭代器不会受到影响。

list的insert不会失效，但是erase会失效。

void TestListIterator1()
{
	int array[] = { 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 0 };
	list<int> l(array, array + sizeof(array) / sizeof(array[0]));
	auto it = l.begin();
	while (it != l.end())
	{
	
		l.erase(it);
		++it;
	}
}

erase()函数执行后，it所指向的节点已被删除，因此it无效，在下一次使用it时，必须先给其赋值：

修改一下代码：

void TestListIterator()
{

	int array[] = { 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 0 };
	list<int> l(array, array + sizeof(array) / sizeof(array[0]));
	auto it = l.begin();
	while (it != l.end())
	{
		l.erase(it++); // it = l.erase(it);
	}
	
}

8. Operations

8.1 reverse

reverse逆置来看看代码;

    list<int> lt;
	lt.push_back(1);
	lt.push_back(2);
	lt.push_back(3);
	lt.push_back(4);
	lt.push_back(5);
	
	for (auto e : lt)
	{
		cout << e << " ";
	}
	cout << endl;

	lt.reverse();

	for (auto e : lt)
	{
		cout << e << " ";
	}
	cout << endl;

8.2 sort

sort默认排的是升序，来看看代码：

    list<int> lt;
	lt.push_back(1);
	lt.push_back(2);
	lt.push_back(3);
	lt.push_back(4);
	lt.push_back(5);
	
	for (auto e : lt)
	{
		cout << e << " ";
	}
	cout << endl;

	lt.reverse();
	for (auto e : lt)
	{
		cout << e << " ";
	}
	cout << endl;

	lt.sort();
	for (auto e : lt)
	{
		cout << e << " ";
	}
	cout << endl;

排降序的话，得加一个仿函数

    list<int> lt;
	lt.push_back(1);
	lt.push_back(2);
	lt.push_back(3);
	lt.push_back(4);
	lt.push_back(5);
	
	for (auto e : lt)
	{
		cout << e << " ";
	}
	cout << endl;

	lt.sort(greater<int>());
	for (auto e : lt)
	{
		cout << e << " ";
	}
	cout << endl;

8.3 unique

去重要求先排序

来看看代码：

	list<int> lt;
	lt.push_back(1);
	lt.push_back(2);
	lt.push_back(3);
	lt.push_back(2);
	lt.push_back(2);
	lt.push_back(4);
	lt.push_back(5);
	lt.push_back(2);

	for (auto e : lt)
	{
		cout << e << " ";
	}
	cout << endl;

	lt.sort();
	for (auto e : lt)
	{
		cout << e << " ";
	}
	cout << endl;


	lt.unique();
	for (auto e : lt)
	{
		cout << e << " ";
	}
	cout << endl;

8.4 splice

splice是转移的意思，但是转移的链表类型必须是相同的。

举个例子：把第一个位置的值拿出来，也就是1.然后2 3 4依此往前挪，最后插入到最后面。只是改变节点的指向。

代码：

    list<int> lt;
	lt.push_back(1);
	lt.push_back(2);
	lt.push_back(3);
	lt.push_back(4);
	for (auto e : lt)
	{
		cout << e << " ";
	}
	cout << endl;

	lt.splice(lt.end(), lt, lt.begin());
	for (auto e : lt)
	{
		cout << e << " ";
	}
	cout << endl;

也可以把一个链表的一部分转移到另一个节点上，看代码：

	list<int> lt;
	lt.push_back(1);
	lt.push_back(2);
	lt.push_back(3);
	lt.push_back(4);
	for (auto e : lt)
	{
		cout << e << " ";
	}
	cout << endl;

	list<int> lt1;
	lt.push_back(10);
	lt.push_back(20);
	lt.push_back(30);
	lt.push_back(40);
	lt.splice(lt.begin(), lt1);
	for (auto e : lt)
	{
		cout << e << " ";
	}
	cout << endl;