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从C++开始的编程生活（13）——list和浅谈stack、queue

news 2025/11/14 6:27:16

前言
本系列文章承接C语言的学习，需要有C语言的基础才能学会哦~
第13篇主要讲的是有关于C++的list和浅谈stack、queue。
C++才起步，都很简单！！

list

基本用法

push_back()

emplace_back()

reverse( )

merge( )

unique( )

remove( )

splice( )

sort()

迭代器分类

list的模拟实现

stack和queue

list

底层结构是带头双向循环链表，也是一种顺序容器。

因为是带头双向循环，所以其迭代器end（）指向的是哨兵位，begin（）是哨兵位下一个。

基本用法

push_back()

list<pos> lt;
pos p1(1,1);
lt.push_back(p1);
lt.push_back(pos(2,2);
lt.push_back({3,3});

push_back的参数必须是对应的类型，这里是pos，传入的必须为pos，第三个push_back为隐式类型转换。

emplace_back()

lt.emplace_back(p1);
lt.emplace_back(pos(2, 2));
lt.emplace_back(3, 3);

和push_back用法类似，但是第三行情况下emplace_back更高效（看编译器怎么优化）。

reverse( )

反转链表。

merge( )

合并已经排序的链表，括号内的链表会变为空。

unique( )

去重，只能对已经排序的链表使用。

remove( )

移除，相当于find()再erase()，但是find不到也不会报错。

splice( )

接合，取一链表或者该链表的一段或者该链表中的一项，粘贴到另一个链表或者改链表的其他位置中，粘贴源被删除。

sort()

排序，list特有的，vector排序可以调用std库的sort，但是list不能用标准库里的sort。这里涉及了迭代器类别的问题。但是list.sort()排序的性能比较低，数据少或者排序情况少的时候可以用一下。

迭代器分类

分类	功能	常见于容器
单向迭代器	++	forward_list,unorder_xxx
双向迭代器	++/--	list
随机迭代器	++/--/+/-	string/vector

不同的容器，其迭代器有所不同，功能也有所不同，如果让函数中的迭代器执行功能之外的操作，就会报错。
三者的根据功能，具有包含与被包含关系。

list的模拟实现

#pragma once
#include<assert.h>
#include<iostream>
namespace bit
{template<class T>struct listNode{//都是公有public，因为各种操作需要访问这些指针T _data;listNode<T>* _next;listNode<T>* _prev;list_node(const T& x = T()):_data(x), _next(nullptr), _prev(nullptr){}};template<class T, class Ref, class Ptr>struct list_iterator{typedef list_node<T> Node;typedef list_iterator<T, Ref, Ptr> Self;Node* _node;list_iterator(Node* node):_node(node){}Ref operator*(){return _node->_data;}//前置Self& operator++(){_node = _node->_next;return *this;}Self& operator--(){_node = _node->_prev;return *this;}//后置Self& operator++(int){Self tmp(*this);_node = _node->_next;return tmp;}Self& operator--(int){Self tmp(*this);_node = _node->_prev;return tmp;}Ptr operator->(){return &_node->_data;}bool operator!=(const Self& s){return _node != s._node;}bool operator==(const Self& s){return _node == s._node;}};//template<class T>//struct list_const_iterator//{//	typedef list_node<T> Node;//	typedef list_const_iterator<T> Self;//	Node* _node;//	list_const_iterator(Node* node)//		:_node(node)//	{}//	const T& operator*()//	{//		return _node->_data;//	}//	//前置//	Self& operator++()//	{//		_node = _node->_next;//		return *this;//	}//	Self& operator--()//	{//		_node = _node->_prev;//		return *this;//	}//	//后置//	Self& operator++(int)//	{//		Self tmp(*this);//		_node = _node->_next;//		return tmp;//	}//	Self& operator--(int)//	{//		Self tmp(*this);//		_node = _node->_prev;//		return tmp;//	}//	const T& operator->()//	{//		return &_node->_data;//	}//	bool operator!=(const Self& s)//	{//		return _node != s._node;//	}//};//一个用class，一个用struct，是因为一个类既有公有又有私有，我们就用class，反之用struct。// 这是一个惯例，不这样做效果也一样template<class T>class list{typedef listNode<T> Node;public:typedef list_iterator<T, T&, T*> iterator;typedef const list_iterator<T, const T&, const T*> const_iterator;iterator begin(){return iterator(_head->_next);}iterator end(){return iterator(_head);}const_iterator begin() const{return iterator(_head->_next);}const_iterator end() const{return iterator(_head);}~list(){clear();delete _head;_head = nullptr;}void swap(list<T>& tmp){std::swap(_head, tmp._head);}void clear(){auto it = begin();while (it != end()){erase(it);}}void empty_init(){_head = new Node();_head->_next = _head;_head->_prev = _head;_size = 0;}list(){empty_init();}list(const list<T>& lt){empty_init();for (auto& e : lt){push_back(e);}}list<T>& operator=(list<T> lt){swap(lt);return *this;}list(size_t n, cosnt T& val = T()){empty_init();for (size_t i = 0; i < n; i++){push_back({ 3,3 });}}void push_back(const T& x){//Node* new_node = new Node(x);//Node* tail = _head->prex;//_tail->_next = new_node;//new_node->prec = tail;//new_node->_next = _head;//_head->_prev = new_node;insert(end(), x);}void push_front(const T& x){insert(begin(),x)}iterator insert(iterator pos, const T& val){Node* cur = pos._node;Node* newnode = new Node(val);Node* prev = cur->_prev;prev->_next = newnode;newnode->prev = prev;newnode->_next = cur;cur->_prev = newnode;_size++;return iterator(newnode);}iterator erase(){Node* del = pos._node;Node* prev = del->_prev;Node* next = del->_next;prev->_next = next;next->_prev = prev;delete del;--_size;}private:Node* _head;size_t _size;};
}