C++（初阶）（十一）——list
十一，list
带头循环双向链表。
遍历方式：迭代器，不再支持operate[]，operate[]适用于底层是数组的结构。
remove删除值，如果有多个相同的值，都会删除。
接口介绍
下面会介绍list的一些接口
构造
| 构造函数（constructor） | 接口说明 | 注意点 |
|---|---|---|
| list (size_type n, const value_type& vall = value_type()) | 构造的list中包含n个值为val的元素 | |
| list() | 构造空的list | |
| list (const list& x) | 拷贝构造函数 | |
| list (InputIterator fifirst, InputIterator last) | 用[first, last)区间中的元素构造 | 区间是左开右闭的，并且list并不支持+，-的操作 |
构造使用与遍历
[list构造与遍历](https://gitee.com/any10/c_plus_plus/blob/master/2025c%2B%2B/list_4_13_ 接口/list构造与遍历/test.cpp)
1,begin与end为正向迭代器，对迭代器执行++操作，迭代器向后移动
2,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
Modifiers(修饰语句)
| 函数名 | 接口说明 | 函数声明 |
|---|---|---|
| push_front | 在list首元素前插入值为val的元素 | void push_front (const value_type& val);void push_front (value_type&& val); |
| pop_front | 删除首元素 | void pop_front(); |
| push_back | 尾部插入值为val的元素 | void push_back (const value_type& val);void push_back (value_type&& val); |
| pop_back | 删除尾元素 | void pop_back(); |
| insert | 在list position位置插入值为val的元素 | insert |
| erase | 删除list position位置的元素 | iterator erase (const_iterator position);iterator erase (const_iterator first, const_iterator last); |
| swap | 交换两个list中的元素 | void swap (list& x); |
| clear | 清空list中的有效元素 | void clear() noexcept;（noexcept该关键字告诉编译器，函数中不会发生异常,这有利于编译器对程序做更多的优化。） |
简单使用
[list插入删除](https://gitee.com/any10/c_plus_plus/blob/master/2025c%2B%2B/list_4_13_ 接口/list插入删除/test.cpp)
模拟实现
初步实现
完善
list和vector的对比
| vector | list | |
|---|---|---|
| 底层结构 | 动态顺序表，一段连续空间 | 带头结点的双向循环链表 |
| 随机访问 | 支持随机访问，访问某个元素效率为O(1) | 不支持随机访问，访问某个元素效率为O(N) |
| 插入和删除 | 任意位置插入和删除效率低，需要搬移元素，时间复杂度为O(N)，插入时有可能需要增容，增容：开辟新空间，拷贝元素，释放旧空间，导致效率更低 | 任意位置插入和删除效率高，不需要搬移元素，时间复杂度为O(1) |
| 空间利用率 | 底层为连续空间，不容易造成内存碎片，空间利用率高，缓存利用率高 | 底层节点动态开辟，小节点容易造成内存碎片，空间利用率低，缓存利用率低** |
| 迭代器 | 原生态指针 | 对原生态指针(节点指针)进行封装** |
| 迭代器失效 | 在插入元素时，要给所有的迭代器重新赋值，因为插入元素有可能会导致重新扩容，致使原来迭代器失效，删除时，当前迭代器需要重新赋值否则会失效 | 插入元素不会导致迭代器失效，删除元素时，只会导致当前迭代器失效，其他迭代器不会受影响 |
| 使用场景 | 需要高效存储，支持随机访问，不关心插入删除效 | 大量插入和删除操作，不关心 |
vector
优点：1，支持下标访问。
2，CPU高速缓存命中率高。
缺点：1，头部和中部插入删除效率低下，因为要挪动数据。
2，扩容有一定成本，存在一定空间浪费。
list
缺点：1，不支持下标随机访问。
2，CPU高速缓存命中率低。
优点：1，任意位置可以O（1）插入删除，不需要挪动数据。
2，不需要扩容，按需申请释放，不浪费空间。
CPU要访问内存一个数据，要看这个数据是否在缓存，在就叫缓存命中，不在就是不命中；不命中就要先加载到缓存，然后在访问缓存。
关于CPU缓存：https://coolshell.cn/articles/20793.html