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C++之list容器

2024-06-26 6
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简介： C++之list容器

一、概念

list容器使用双链表实现；双链表将每个元素存储在不同的位置，每个节点通过next，prev指针链接成顺序表。

优点：

采用动态存储分配，不会造成内存浪费和溢出；

链表执行插入和删除操作十分方便，修改指针即可，不需要移动大量元素；

缺点：

链表灵活，但是空间(指针域)和 时间 (遍历)额外耗费较大；

二、构造函数

void printList(const list<int> &l) {
    for (list<int>::const_iterator it = l.begin(); it != l.end(); it++) {
        cout << *it << " ";
    }
    cout << endl;
}
 
//list容器构造函数
void test01() {
    // 创建list容器
    //默认构造
    list<int> l1;
    // 添加数据
    l1.push_back(10);
    l1.push_back(20);
    l1.push_back(30);
    l1.push_back(40);
    printList(l1);
    //区间元素拷贝
    list<int> l2(l1.begin(), l1.end());
    printList(l2);
    // 10个100构造
    list<int> l3(10, 100);
    printList(l3);
    //拷贝构造函数
    list<int> l4(l3);
    printList(l4);
}


三、赋值和交换

 
//list赋值和交换
void test02() {
    //默认构造
    list<int> l1;
    // 添加数据
    l1.push_back(10);
    l1.push_back(20);
    l1.push_back(30);
    l1.push_back(40);
    // 10 20 30 40
    printList(l1);
    list<int> l2;
    // 区间拷贝赋值
    l2.assign(l1.begin(), l1.end());
    // 10 20 30 40
    printList(l2);
 
    list<int> l3;
    // 10个100赋值
    l3.assign(10, 100);
    // 100 100 100 100 100 100 100 100 100 100
    printList(l3);
 
    list<int> l4;
    // 重载等号
    l4 = l3;
    // 100 100 100 100 100 100 100 100 100 100
    printList(l4);
 
    l4.swap(l1);
    cout << "交换后的l1和l4" << endl;
    printList(l1);
    printList(l4);
 
}

四、大小操作

//list容器大小操作
void test03() {
    //默认构造
    list<int> l1;
    // 添加数据
    l1.push_back(10);
    l1.push_back(20);
    l1.push_back(30);
    l1.push_back(40);
    printList(l1);
    // 判断是否为空
    if (l1.empty()) {
        cout << "容器为空" << endl;
    } else {
        cout << "容器不为空" << endl;
    }
    // 获取容器大小
    cout << "容器的大小:" << l1.size() << endl;
    // 修改容器大小，如果扩容，使用100填充
    l1.resize(6, 100);
    printList(l1);
    l1.resize(3);
    printList(l1);
}

五、插入和删除

//list容器插入和删除
void test04() {
    //默认构造
    list<int> l1;
    // 尾插
    l1.push_back(10);
    l1.push_back(20);
    l1.push_back(30);
    l1.push_back(40);
    // 10 20 30 40
    printList(l1);
    // 尾删
    l1.pop_back();
    // 10 20 30
    printList(l1);
    // 头插
    l1.push_front(1000);
    // 1000 10 20 30
    printList(l1);
    // 头删
    l1.pop_front();
    // 10 20 30
    printList(l1);
    // 指定位置插入
    l1.insert(l1.begin(), 100);
    // 指定位置插入n个元素
    // 1000 1000 100 10 20 30
    l1.insert(l1.begin(), 2, 1000);
    printList(l1);
 
    list<int> l2;
    l2.push_back(101);
    l2.push_back(102);
    l2.push_back(103);
    l2.push_back(104);
    // 在开始位置，插入l2区间元素
    l1.insert(l1.begin(), l2.begin(), l2.end());
    // 101 102 103 104 1000 1000 100 10 20 30
    printList(l1);
    // 删除元素中所有1000这个值的元素
    l1.remove(1000);
    // 101 102 103 104 100 10 20 30
    printList(l1);
    // 删除第一位置的元素
    l1.erase(l1.begin());
    // 删除所有元素
    l1.erase(l1.begin(), l1.end());
    // 清空元素
    l1.clear();
}

六、数据存取

//list容器数据存取 不支持at []
void test05() {
    //默认构造
    list<int> l1;
    // 尾插
    l1.push_back(10);
    l1.push_back(20);
    l1.push_back(30);
    l1.push_back(40);
    printList(l1);
    // 获取第一个元素
    cout << l1.front() << endl;
    // 获取最后一个元素
    cout << l1.back() << endl;
    cout << l1.size() << endl;
 
    list<int>::iterator it = l1.begin();
    // 支持双向
    it++;
    it--;
    // it=it+1; //不支持最忌访问
}

七、反转和排序

 
// 降序
bool myCompare(int v1, int v2) {
    // 降序 让第一个数大于第二个数
    return v1 > v2;
}
 
//list容器反转和排序
void test06() {
    //默认构造
    list<int> l1;
    // 尾插
    l1.push_back(60);
    l1.push_back(20);
    l1.push_back(30);
    l1.push_back(40);
    cout << "list原始数据" << endl;
    printList(l1);
    l1.reverse();
    cout << "list容器反转" << endl;
    printList(l1);
    // 所有不支持随机访问迭代器的容器，不可以使用标准算法
    // sort(l1.begin(),l1.end());
    // 不支持随机访问迭代器的容器，内部回提供对应的一些算法
    l1.sort(); //默认升序
    cout << "排序后的list" << endl;
    printList(l1);
    cout << "降序排列" << endl;
    l1.sort(myCompare);
    printList(l1);
}

八、自定义数据类型排序

//自定义数据类型排序
class Person {
public:
    Person(string name, int age, int height) {
        this->m_Name = name;
        this->m_Age = age;
        this->m_Height = height;
    }
 
    string m_Name;
    int m_Age;
    int m_Height;
 
};
 
// 排序规则  按照年龄进行升序，如果年龄相同按照身高进行降序
bool myPersonCompaer(Person &p1, Person &p2) {
    if (p1.m_Age != p2.m_Age) {
        return p1.m_Age < p2.m_Age;
    } else {
        return p1.m_Height > p2.m_Height;
    }
}
 
//按照年龄进行升序，如果年龄相同按照身高进行降序
void test07() {
    list<Person> l;
    Person p1("刘备", 35, 175);
    Person p2("曹操", 45, 180);
    Person p3("孙权", 40, 170);
    Person p4("赵云", 25, 190);
    Person p5("张飞", 35, 160);
    Person p6("关羽", 35, 200);
    l.push_back(p1);
    l.push_back(p2);
    l.push_back(p3);
    l.push_back(p4);
    l.push_back(p5);
    l.push_back(p6);
    cout << "排序前：" << endl;
    for (list<Person>::iterator it = l.begin(); it != l.end(); it++) {
        cout << "姓名：" << (*it).m_Name << " 年龄：" << (*it).m_Age << " 身高：" << (*it).m_Height << endl;
    }
    l.sort(myPersonCompaer);
    cout << "排序后：" << endl;
    for (list<Person>::iterator it = l.begin(); it != l.end(); it++) {
        cout << "姓名：" << (*it).m_Name << " 年龄：" << (*it).m_Age << " 身高：" << (*it).m_Height << endl;
    }
}

九、全部代码

#include <iostream>
#include<list>
#include <string>
 
using namespace std;
 
void printList(const list<int> &l) {
    for (list<int>::const_iterator it = l.begin(); it != l.end(); it++) {
        cout << *it << " ";
    }
    cout << endl;
}
 
//list容器构造函数
void test01() {
    // 创建list容器
    //默认构造
    list<int> l1;
    // 添加数据
    l1.push_back(10);
    l1.push_back(20);
    l1.push_back(30);
    l1.push_back(40);
    printList(l1);
    //区间元素拷贝
    list<int> l2(l1.begin(), l1.end());
    printList(l2);
    // 10个100构造
    list<int> l3(10, 100);
    printList(l3);
    //拷贝构造函数
    list<int> l4(l3);
    printList(l4);
}
 
//list赋值和交换
void test02() {
    //默认构造
    list<int> l1;
    // 添加数据
    l1.push_back(10);
    l1.push_back(20);
    l1.push_back(30);
    l1.push_back(40);
    // 10 20 30 40
    printList(l1);
    list<int> l2;
    // 区间拷贝赋值
    l2.assign(l1.begin(), l1.end());
    // 10 20 30 40
    printList(l2);
 
    list<int> l3;
    // 10个100赋值
    l3.assign(10, 100);
    // 100 100 100 100 100 100 100 100 100 100
    printList(l3);
 
    list<int> l4;
    // 重载等号
    l4 = l3;
    // 100 100 100 100 100 100 100 100 100 100
    printList(l4);
 
    l4.swap(l1);
    cout << "交换后的l1和l4" << endl;
    printList(l1);
    printList(l4);
 
}
 
//list容器大小操作
void test03() {
    //默认构造
    list<int> l1;
    // 添加数据
    l1.push_back(10);
    l1.push_back(20);
    l1.push_back(30);
    l1.push_back(40);
    printList(l1);
    // 判断是否为空
    if (l1.empty()) {
        cout << "容器为空" << endl;
    } else {
        cout << "容器不为空" << endl;
    }
    // 获取容器大小
    cout << "容器的大小:" << l1.size() << endl;
    // 修改容器大小，如果扩容，使用100填充
    l1.resize(6, 100);
    printList(l1);
    l1.resize(3);
    printList(l1);
}
 
//list容器插入和删除
void test04() {
    //默认构造
    list<int> l1;
    // 尾插
    l1.push_back(10);
    l1.push_back(20);
    l1.push_back(30);
    l1.push_back(40);
    // 10 20 30 40
    printList(l1);
    // 尾删
    l1.pop_back();
    // 10 20 30
    printList(l1);
    // 头插
    l1.push_front(1000);
    // 1000 10 20 30
    printList(l1);
    // 头删
    l1.pop_front();
    // 10 20 30
    printList(l1);
    // 指定位置插入
    l1.insert(l1.begin(), 100);
    // 指定位置插入n个元素
    // 1000 1000 100 10 20 30
    l1.insert(l1.begin(), 2, 1000);
    printList(l1);
 
    list<int> l2;
    l2.push_back(101);
    l2.push_back(102);
    l2.push_back(103);
    l2.push_back(104);
    // 在开始位置，插入l2区间元素
    l1.insert(l1.begin(), l2.begin(), l2.end());
    // 101 102 103 104 1000 1000 100 10 20 30
    printList(l1);
    // 删除元素中所有1000这个值的元素
    l1.remove(1000);
    // 101 102 103 104 100 10 20 30
    printList(l1);
    // 删除第一位置的元素
    l1.erase(l1.begin());
    // 删除所有元素
    l1.erase(l1.begin(), l1.end());
    // 清空元素
    l1.clear();
}
 
//list容器数据存取 不支持at []
void test05() {
    //默认构造
    list<int> l1;
    // 尾插
    l1.push_back(10);
    l1.push_back(20);
    l1.push_back(30);
    l1.push_back(40);
    printList(l1);
    // 获取第一个元素
    cout << l1.front() << endl;
    // 获取最后一个元素
    cout << l1.back() << endl;
    cout << l1.size() << endl;
 
    list<int>::iterator it = l1.begin();
    // 支持双向
    it++;
    it--;
    // it=it+1; //不支持最忌访问
}
 
// 降序
bool myCompare(int v1, int v2) {
    // 降序 让第一个数大于第二个数
    return v1 > v2;
}
 
//list容器反转和排序
void test06() {
    //默认构造
    list<int> l1;
    // 尾插
    l1.push_back(60);
    l1.push_back(20);
    l1.push_back(30);
    l1.push_back(40);
    cout << "list原始数据" << endl;
    printList(l1);
    l1.reverse();
    cout << "list容器反转" << endl;
    printList(l1);
    // 所有不支持随机访问迭代器的容器，不可以使用标准算法
    // sort(l1.begin(),l1.end());
    // 不支持随机访问迭代器的容器，内部回提供对应的一些算法
    l1.sort(); //默认升序
    cout << "排序后的list" << endl;
    printList(l1);
    cout << "降序排列" << endl;
    l1.sort(myCompare);
    printList(l1);
}
 
//自定义数据类型排序
class Person {
public:
    Person(string name, int age, int height) {
        this->m_Name = name;
        this->m_Age = age;
        this->m_Height = height;
    }
 
    string m_Name;
    int m_Age;
    int m_Height;
 
};
 
// 排序规则  按照年龄进行升序，如果年龄相同按照身高进行降序
bool myPersonCompaer(Person &p1, Person &p2) {
    if (p1.m_Age != p2.m_Age) {
        return p1.m_Age < p2.m_Age;
    } else {
        return p1.m_Height > p2.m_Height;
    }
}
 
//按照年龄进行升序，如果年龄相同按照身高进行降序
void test07() {
    list<Person> l;
    Person p1("刘备", 35, 175);
    Person p2("曹操", 45, 180);
    Person p3("孙权", 40, 170);
    Person p4("赵云", 25, 190);
    Person p5("张飞", 35, 160);
    Person p6("关羽", 35, 200);
    l.push_back(p1);
    l.push_back(p2);
    l.push_back(p3);
    l.push_back(p4);
    l.push_back(p5);
    l.push_back(p6);
    cout << "排序前：" << endl;
    for (list<Person>::iterator it = l.begin(); it != l.end(); it++) {
        cout << "姓名：" << (*it).m_Name << " 年龄：" << (*it).m_Age << " 身高：" << (*it).m_Height << endl;
    }
    l.sort(myPersonCompaer);
    cout << "排序后：" << endl;
    for (list<Person>::iterator it = l.begin(); it != l.end(); it++) {
        cout << "姓名：" << (*it).m_Name << " 年龄：" << (*it).m_Age << " 身高：" << (*it).m_Height << endl;
    }
}
 
int main() {
    // test01();
    // test02();
    // test03();
    // test04();
    // test05();
    // test06();
    test07();
    system("pause");
    return 0;
}
 
排序前：
姓名：刘备 年龄：35 身高：175
姓名：曹操 年龄：45 身高：180
姓名：孙权 年龄：40 身高：170
姓名：赵云 年龄：25 身高：190
姓名：张飞 年龄：35 身高：160
姓名：关羽 年龄：35 身高：200
排序后：
姓名：赵云 年龄：25 身高：190
姓名：关羽 年龄：35 身高：200
姓名：刘备 年龄：35 身高：175
姓名：张飞 年龄：35 身高：160
姓名：孙权 年龄：40 身高：170
姓名：曹操 年龄：45 身高：180

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C++容器
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