【C++】STL容器--list的使用

前言

前面介绍了【C++】STL容器–vector的模拟实现详情请点击，本文将学习另一个STL容器–list，本文主要讲解list的使用

一、list的介绍

1. list 是标准模板库（STL）中的一个容器，它实现了一个双向链表
2. 支持在任意位置快速插入和删除元素，但不支持快速随机访问

二、list的使用

1. 构造函数和拷贝构造函数

1. 构造函数有全缺省的构造，缺省值allocator_type()是空间配置器，避免频繁向堆上申请空间，提高效率，默认不传参即可
2. 还可以使用n个值进行初始化
3. 构造函数还可以使用迭代器进行初始化，迭代器可以是list类型也可以是其他类型

void test_list1()
{list<int> lt1;list<int> lt2(5, 4);list<int> lt3(lt2.begin(), lt2.end());vector<int> v(4, 7);list<int> lt4(v.begin() + 1, v.end() - 1);list<int> lt5(lt4);
}

2. 析构函数

析构函数在list生命周期结束后自动调用完成资源清理工作

3. 赋值运算符重载operator=

1. 注意使用赋值运算符时，list对象已经创建，否则就会调用拷贝构造函数

void test_list2()
{list<int> lt1;list<int> lt2(5, 4);lt1 = lt2;
}

4. 迭代器begin/end、rbegin/rend

1. begin/end、rbegin/rend都是获得开头或结尾位置的迭代器

void test_list3()
{int a[10] = { 1, 2, 3, 4, 5 };list<int> lt1(a, a+ 5);for (auto& e : lt1){cout << e << " ";}cout << endl;list<int>::iterator it = lt1.begin();while (it != lt1.end()){cout << *it << " ";++it;}cout << endl;list<int>::reverse_iterator it1 = lt1.rbegin();while (it1 != lt1.rend()){cout << *it1 << " ";++it1;}cout << endl;
}

5. empty/size

1. empty：判断list是否为空
2. size：返回有效数据个数

void test_list4()
{int a[10] = { 1, 2, 3, 4, 5 };list<int> lt1(a, a + 5);list<int>lt2;cout << lt1.empty() << endl;cout << lt1.size() << endl;cout << lt2.empty() << endl;cout << lt2.size() << endl;
}

6. front/back

front/back返回list第一个位置/最后一个位置数据的引用，可以访问和修改

7. assign

assin会将数据全部清空，再重新传入你需要的数据

void test_list5()
{int a[10] = { 1, 2, 3, 4, 5 };list<int> lt1(a, a + 5);list<int>lt2(3, 5);for (auto& e : lt2){cout << e << " ";}cout << endl;lt2.assign(lt1.begin(), lt1.end());for (auto& e : lt2){cout << e << " ";}cout << endl;}

8. push_front/pop_front/push_back/pop_back

push_front/pop_front/push_back/pop_back分别是头插、头删、尾插、尾删

void test_list6()
{list<int> lt1;lt1.push_front(1);lt1.push_front(2);lt1.push_front(3);lt1.push_front(4);lt1.push_front(5);lt1.pop_front();for (auto& e : lt1){cout << e << " ";}cout << endl;lt1.push_back(6);lt1.push_back(7);lt1.pop_back();for (auto& e : lt1){cout << e << " ";}cout << endl;
}

9. insert/erase

1. list的insert不涉及迭代器失效问题，因为list的插入和删除是对链表节点做处理，并不会涉及异地扩容问题，但是erase会涉及迭代器失效问题，erase进行删除就是释放迭代器指向的节点，并改变节点之间的连接关系，节点被释放，那么再访问这个节点就会报错
2. insert再迭代器位置插入一个值，并返回插入元素的迭代器；insert在迭代器位置插入n个值；insert在迭代器位置插入一段迭代区间
3. insert在中间某个位置插入，需要使用循环迭代到那个位置再插入
4. erase会返回一个迭代器，这个返回的迭代器是删除节点的下一个节点的迭代器，如果后续还要进行操作，可以接收这个返回值

void test_list7()
{int a[10] = { 1, 2, 3, 4, 5 };list<int> lt1(a, a + 5);list<int>::iterator it = lt1.begin();int ret = 1;while (ret--){it++;}lt1.insert(it, 8);for (auto& e : lt1){cout << e << " ";}cout << endl;list<int> lt2(a, a + 5);list<int>::iterator pos = lt2.begin();lt2.erase(pos);for (auto& e : lt2){cout << e << " ";}cout << endl;
}

10. swap/clear

1. swap交换两个list对象数据
2. clear清除list数据
   
   

11.resize

• resize用于改变list的有效数据个数，当n小于当前list有效数据个数，会删除多余节点数据，当小于有效数据个数，会在list后面尾插val
  

12.reverse

对list数据进行逆置操作

13. sort

1. list的sort排序底层使用的是归并排序的非递归方式，虽然算法库中也有sort，但是它只支持随机访问的迭代器：vector、string等，不支持list双向迭代器排序

迭代器分为

• 单向迭代器：仅支持++/*
• 双向迭代器：支持++/–/*
• 随机访问迭代器：支持++/–/+/-/*/[]

2. 数据量大时我们将数据存储在vector中进行排序，再copy到list中，这样比直接在list中排序效率更高

14. merge

1. merge：将一个list对象 x 的数据归并到另一个list对象上（归并的前提是两个list对象数据必须是有序的）
2. 归并后，x有效数据为0

void test_list10()
{int a[10] = { 1, 2, 3, 4, 5 };list<int> lt1(a, a + 5);list<int> lt2;lt2.push_back(3);lt2.push_back(1);lt2.push_back(4);lt2.push_back(5);lt1.sort();lt2.sort();lt2.merge(lt1);cout << lt1.size();cout << endl;for (auto& e : lt2){cout << e << " ";}
}

15. unique

• unique：去重操作

void test_list11()
{int a[10] = { 1, 1, 3, 4, 5, 5 };list<int> lt1(a, a + 6);for (auto& e : lt1){cout << e << " ";}cout << endl;lt1.unique();for (auto& e : lt1){cout << e << " ";}
}

16. remove

• remove：移除数据为val的节点

17. splice

1. splice：将list对象x链接到另一个list对象上，x中链接的节点就不在x上了
2. 将x全部节点连接到pos位置
   
3. 将list对象x中迭代器i的节点链接到pos位置
   
4. 将一个list对象x的某个迭代器区间的节点链接到pos位置

void test_list13()
{int a[10] = { 1, 1, 3, 4, 5, 5 };list<int> lt1(a, a + 6);list<int> lt2;lt2.push_back(7);lt2.push_back(12);lt2.push_back(1);lt2.push_back(3);lt1.splice(lt1.begin(), lt2, lt2.begin(), lt2.end());cout << lt2.size() << endl;for (auto& e : lt1){cout << e << " ";}cout << endl;
}

三、完整代码

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