1. list的介绍
类似于数据结构中讲到过的双向带头循环链表
- 1. list是可以在常数范围内在任意位置进行插入和删除的序列式容器，并且该容器可以前后双向迭代。
- 2. list的底层是双向链表结构，双向链表中每个元素存储在互不相关的独立节点中，在节点中通过指针指向其前一个元素和后一个元素。
- 3. list与forward_list非常相似：最主要的不同在于forward_list是单链表，只能朝前迭代，已让其更简单高效。
- 4. 与其他的序列式容器相比(array，vector，deque)，list通常在任意位置进行插入、移除元素的执行效率更好。
- 5. 与其他序列式容器相比，list和forward_list最大的缺陷是不支持任意位置的随机访问，比如：要访问list的第6个元素，必须从已知的位置(比如头部或者尾部)迭代到该位置，在这段位置上迭代需要线性的时间开销；list还需要一些额外的空间，以保存每个节点的相关联信息(对于存储类型较小元素的大list来说这可能是一个重要的因素)
2. list的使用
list学习时一定要学会查看文档：list官方文档参考，list在实际中非常的重要，在实际中我们熟悉常见的接口就可以，下面列出了哪些接口是要重点掌握的。
2.1 list的定义
| 构造函数（ (constructor)） | 接口说明 |
| list (size_type n, const value_type& val = 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 first, InputIterator last) | 用[first, last)区间中的元素构造list |
在使用list之前需要包含list对应的头文件：#include <list>
void list_test1() { //空构造 list<int> lt1; //n个val list<string> lt2(10, "0x0"); //迭代器区间 vector<int> v = { 0,1,2,3,4,5,6,7,8,9 }; list<int> lt3(v.begin() + 2, v.end()); //拷贝构造 list<string> lt4(lt2); }
2.2 迭代器
| 函数声明 | 接口说明 |
| begin + end |
返回第一个元素的迭代器+返回最后一个元素下一个位置的迭代器 |
| rbegin + rend |
返回第一个元素的reverse_iterator,即end位置，返回最后一个元素下一个位置的 reverse_iterator,即begin位置 |
void list_test2() { list<int> lt; lt.push_back(1); lt.push_back(2); lt.push_back(3); lt.push_back(4); //正向迭代器 list<int>::iterator it = lt.begin(); //auto it = lt.begin(); while (it != lt.end()) { cout << *it << " "; it++; } cout << endl; //反向迭代器 list<int>::reverse_iterator rit = lt.rbegin(); //auto rit = lt.rbegin(); while (rit != lt.rend()) { cout << *rit << " "; rit++; } cout << endl; //范围for for (auto e : lt) { cout << e << " "; } cout << endl; }
2.3 空间增长
| 函数声明 | 接口说明 |
| empty | 检测list是否为空，是返回true，否则返回false |
| size | 返回list中有效节点的个数 |
void list_test3() { list<int> lt; lt.push_back(1); lt.push_back(2); lt.push_back(3); lt.push_back(4); cout << lt.empty() << endl; size_t sz = lt.size(); cout << sz << endl; }
2.4 访问
| 函数声明 | 接口说明 |
| front | 返回list的第一个节点中值的引用 |
| back | 返回list的最后一个节点中值的引用 |
void list_test4() { list<int> lt; lt.push_back(1); lt.push_back(2); lt.push_back(3); lt.push_back(4); cout << lt.front() << endl; cout << lt.back() << endl; }
2.5 修改
| 函数声明 | 接口说明 |
| push_front | 在list首元素前插入值为val的元素 |
| pop_front | 删除list中第一个元素 |
| push_back | 在list尾部插入值为val的元素 |
| pop_back | 删除list中最后一个元素 |
| insert | 在list position 位置中插入值为val的元素 |
| erase | 删除list position位置的元素 |
| swap | 交换两个list中的元素 |
| clear | 清空list中的有效元素 |
void list_test5() { list<int> lt; lt.push_back(1); lt.push_back(2); lt.push_back(3); lt.push_back(4); //头插 lt.push_front(0); //尾插 lt.push_back(5); //头删 lt.pop_front(); //尾删 lt.pop_back(); //pos位置插入 list<int>::iterator lit = lt.begin(); ++lit; lt.insert(lit, 30); //在pos位置插入n个数据 --lit; lt.insert(lit, 2, 10); //迭代器区间插入 vector<int> v = { 10,20 }; ++lit; lt.insert(lit, v.begin(), v.end()); //范围for for (auto e : lt) { cout << e << " "; } cout << endl; }
void list_test6() { list<int> lt; lt.push_back(1); lt.push_back(2); lt.push_back(3); lt.push_back(4); list<int>::iterator lit1 = lt.begin(); //删除pos位置 lt.erase(lit1); //删除一段迭代器区间 lt.erase(lt.begin(), lt.end()); //范围for for (auto e : lt) { cout << e << " "; } cout << endl; }
void list_test7() { list<int> lt1; lt1.push_back(1); lt1.push_back(2); lt1.push_back(3); lt1.push_back(4); list<int> lt2; lt2.push_back(4); lt2.push_back(3); lt2.push_back(2); lt2.push_back(1); //交换 lt1.swap(lt2); //清理 lt1.clear(); lt2.clear(); }
3. list的迭代器失效
前面说过，此处可将迭代器暂时理解成类似于指针，迭代器失效即迭代器所指向的节点的无效，即该节点被删除了。因为list的底层结构为带头结点的双向循环链表，因此在list中进行插入时是不会导致list的迭代器失效的，只有在删除时才会失效，并且失效的只是指向被删除节点的迭代器，其他迭代器不会受到影响。
（具体细节在模拟实现时进行解释）
void list_test8() { list<int> lt1; lt1.push_back(1); lt1.push_back(2); lt1.push_back(3); lt1.push_back(4); auto lit = lt1.begin(); while (lit != lt1.end()) { lt1.erase(lit); // erase()函数执行后，it所指向的节点已被删除， // 因此it无效，在下一次使用it时，必须先给其赋值 lit++; } }
改正写法：
void list_test8() { list<int> lt1; lt1.push_back(1); lt1.push_back(2); lt1.push_back(3); lt1.push_back(4); auto lit = lt1.begin(); while (lit != lt1.end()) { lit = lt1.erase(lit); //或者 //lt1.erase(lit++); lit++; } }
朋友们、伙计们，美好的时光总是短暂的，我们本期的的分享就到此结束，欲知后事如何，请听下回分解~，最后看完别忘了留下你们弥足珍贵的三连喔，感谢大家的支持！
