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C++ STL：list|了解list|相关接口|相关操作

news 2025/11/2 6:44:55

上篇文章：

https://blog.csdn.net/2401_86123468/article/details/154238590?spm=1001.2014.3001.5501

C++文档：
https://legacy.cplusplus.com/reference/

1.了解list

list是带头双向循环链表

也有单链表forward_list，但使用的较少：

1.1接口

通过接口了解list，发现其访问数据不支持[ ]随机访问，需要通过迭代器访问，不过支持头插头删。

list初始化，包含list头文件即可，遍历通过迭代器，当然，支持遍历器也就支持范围for：

list<int> lt1;
list<int> lt2 = { 1,2,3,4,5 };
list<int>::iterator it2 = lt2.begin();
while (it2 != lt2.end())
{cout << *it2 << " ";++it2;
}
cout << endl;for (auto e : lt2)
{cout << e << " ";
}
cout << endl;

不过接口没有提供find，要想使用find，就需要使用算法库中的。

auto pos = find(lt2.begin(), lt2.end(), 3);
if (pos != lt2.end())
{lt2.insert(pos, 30); // pos没有失效，因为没有扩容lt2.erase(pos);	     // pos失效了//cout << *pos << endl;
}for (auto e : lt2)
{cout << e << " ";
}
cout << endl;

2.相关操作

2.1reverse

逆置

2.2sort

排序

不过在算法库中也有sort，为什么还要单独为list设计一个呢？

xxx::vector<int> v3 = { 10,20,30,40 };
//sort(lt2.begin(), lt2.end()); // 不支持
sort(v3.begin(), v3.end());

通过运行上述代码，发现list不支持算法库中的sort，此时，我们需要再次深入了解迭代器，以此解惑。

2.3再次认识迭代器

迭代器从使用场景上分为：普通迭代器，常量迭代器，反向迭代器，常量反向迭代器。

从使用功能分为：

单向迭代器：支持 ++

双向迭代器：支持 ++ 或 --

随机迭代器：支持 ++ 或 -- 或 + 或 -

使用功能遵循继承关系。

使用功能分类的标准是由容器底层结构决定的，而我们通过C++文档的成员类型处可以了解到迭代器的类型。

下图是list，双向迭代器的表示：

单链表则为单向迭代器：

vector为随机迭代器：

由此可以明白，双向迭代器要是支持+或-，那其代价较高，为O(N)。

此时，看算法库中的sort，发现其支持随机迭代器，也就是说，除非容器支持随即迭代器，否则不能使用算法库中的sort。

了解find：其为输入迭代器，此迭代器类别中最基础的一种，更高阶的迭代器具备输入迭代器的所有功能，因此不论单向双向随机迭代器，都可以调用。

了解reverse：其要求容器为双向迭代器，那么通过继承关系，支持随机迭代器的容器也可以调用。

2.4merge

归并，合并有序list

2.5unique

去重，去除掉有序数据中的重复数据，只留一个

list<int> lt3 = { 1,2,2,3,3,2,3,4,5 };
for (auto e : lt3)
{cout << e << " ";
}
cout << endl;
lt3.sort();
lt3.unique(); // 去重
for (auto e : lt3)
{cout << e << " ";
}
cout << endl;

2.6remove

从链表中删除所有值等于指定参数 val 的元素

2.7remove_if

与仿函数有关（后续文章会讲），满足某个条件再删除

2.8splice

接合/粘接，将某个链表的值转移到另一个链表中

//将4这个节点挪到头位置
list<int> lt4 = { 1,2,3,4,5 };
for (auto e : lt4)
{cout << e << " ";
}
cout << endl;
pos = find(lt4.begin(), lt4.end(), 4);
lt4.splice(lt4.begin(), lt4, pos);
for (auto e : lt4)
{cout << e << " ";
}
cout << endl;

2.9assign

替换列表中现有的所有元素，用新的元素集合重新填充列表

2.10对比sort效率

首先，需要将编译器切换为release版本：

2.10.1对比vector和list的sort

void test_op1()
{srand(time(0));const int N = 1000000;list<int> lt1;vector<int> v;for (int i = 0; i < N; ++i){auto e = rand() + i;lt1.push_back(e);v.push_back(e);}int begin1 = clock();// sort(v.begin(), v.end());int end1 = clock();int begin2 = clock();lt1.sort();int end2 = clock();printf("vector sort:%d\n", end1 - begin1);printf("list sort:%d\n", end2 - begin2);
}int main()
{test_op1();return 0;
}

可见，list自身的sort效率并不高。

2.10.2将链表数据拷贝到vector，通过算法sort排序，再拷贝回list

void test_op2()
{srand(time(0));const int N = 1000000;list<int> lt1;list<int> lt2;for (int i = 0; i < N; ++i){auto e = rand() + i;lt1.push_back(e);lt2.push_back(e);}int begin1 = clock();// vectorvector<int> v(lt2.begin(), lt2.end());// sort(v.begin(), v.end());// lt2lt2.assign(v.begin(), v.end());int end1 = clock();int begin2 = clock();lt1.sort();int end2 = clock();printf("list copy vector sort copy list sort:%d\n", end1 - begin1);printf("list sort:%d\n", end2 - begin2);
}