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【C++】list的使用（上）

2024-07-03 8
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简介： 迭代器在STL中统一了访问接口，如`list`的`begin()`和`end()`。示例展示了如何使用正向和反向迭代器遍历`list`。注意`list`的迭代器不支持加减操作，只能用`++`和`--`。容器的`empty()`和`size()`用于检查状态和获取元素数。`front()`和`back()`访问首尾元素，`assign()`重载函数用于替换内容，`push_*/pop_*`管理两端元素，`insert()`插入元素，`erase()`删除元素，`resize()`调整大小，`clear()`清空容器。这些接口与`vector`和`string`类似，方便使用。

🔥迭代器接口（Iterators）

在这里插入图片描述
对于STL的各种容器，迭代器的规则都是极其相似的。

和vector和string相同，begin获取指向list对象首元素的迭代器，end指向链表尾元素下一位的迭代器。

我认为迭代器在vector和string的基础上可以直接上代码了，大家能直接了解其用法。

代码案例：

#include<iostream>
#include<list>
using namespace std;

int main()
{
   
   
    list<int> lt({
   
    1,2,3,4 });

    // 获取正向迭代器遍历
    list<int>::iterator it = lt.begin();
    while (it != lt.end()) {
   
   
        cout << *it << " ";
        ++it;
    }
    cout << endl;

    // 获取反向迭代器遍历
    list<int>::reverse_iterator rit = lt.rbegin();
    while (rit != lt.rend()) {
   
   
        cout << *rit << " ";
        ++rit;
    }
    cout << endl;

    return 0;
}

在这里插入图片描述
不过在使用list迭代器需要特别注意的一点：list链表的迭代器不支持加减运算，只支持++和- -运算符，如it += 1或it = it + 3的写法会使编译器报错。

🔥容量获取接口（Capacity）

在这里插入图片描述

==empty和size==

bool empty() const;

判断list对象是否为空。

size_type size() const;

获取list对象元素个数。

代码案例：

#include<iostream>
#include<list>
using namespace std;

int main()
{
   
   
    list<int> lt1;
    list<int> lt2({
   
    1,2,3,4 });

    cout << "lt1.empty():" << lt1.empty() << endl;
    cout << "lt2.empty():" << lt2.empty() << endl;
    cout << endl;

    cout << "lt1.size():" << lt1.size() << endl;
    cout << "lt2.size():" << lt2.size() << endl;

    return 0;
}

在这里插入图片描述

🔥元素获取（Element access）

在这里插入图片描述

  reference front();
const_reference front() const;

获取list对象首元素。

reference back();
const_reference back() const;

获取list对象尾元素。

代码案例：

#include<iostream>
#include<list>
using namespace std;

int main()
{
   
   
    list<int> lt({
   
    1,2,3,4 });

    cout << lt.front() << endl;
    cout << lt.back() << endl;

    return 0;
}

在这里插入图片描述

🔥修改器（Modifiers）

在这里插入图片描述

==assign==

在这里插入图片描述
range (1)

template <class InputIterator>
  void assign (InputIterator first, InputIterator last);

fill (2)

void assign (size_type n, const value_type& val);

两个重载都可以给list对象分配新内容，将对象原有的内容覆盖。

代码案例：

#include<iostream>
#include<list>
using namespace std;

int main()
{
   
   
    list<int> lt1({
   
    1,2,3,4 });
    list<int> lt2({
   
    0,0,0,0 });

    lt1.assign(lt2.begin(), lt2.end());
    for (auto e : lt1) {
   
   
        cout << e << " ";
    }
    cout << endl;

    lt1.assign(8, -1);
    for (auto e : lt1) {
   
   
        cout << e << " ";
    }
    return 0;
}

在这里插入图片描述

==push_back，pop_back，push_front和pop_front==

分别对应着链表的尾插尾删和头插头删。

代码案例：

#include<iostream>
#include<list>
using namespace std;

int main()
{
   
   
    list<int> lt({
   
    0,0,0 });

    for (auto e : lt) {
   
   cout << e << " ";}
    cout << endl;

    lt.push_back(-1);
    for (auto e : lt) {
   
    cout << e << " "; }
    cout << endl;

    lt.pop_back();
    for (auto e : lt) {
   
    cout << e << " "; }
    cout << endl;

    lt.push_front(-1);
    for (auto e : lt) {
   
    cout << e << " "; }
    cout << endl;

    lt.pop_front();
    for (auto e : lt) {
   
    cout << e << " "; }
    cout << endl;

    return 0;
}

在这里插入图片描述

==insert==

在这里插入图片描述
single element (1)

iterator insert (iterator position, const value_type& val);

在迭代器指向元素之前插入val。
fill (2)

void insert (iterator position, size_type n, const value_type& val);

在迭代器指向元素之前插入n个val。
range (3)

template <class InputIterator>
    void insert (iterator position, InputIterator first, InputIterator last);

在迭代器指向元素之前按顺序插入迭代器区间[first, last)内的值。

带吗案例：

#include <iostream>
#include <list>
#include <vector>

int main()
{
   
   
    std::list<int> mylist;
    std::list<int>::iterator it;

    // set some initial values:
    for (int i = 1; i <= 5; ++i) mylist.push_back(i); // 1 2 3 4 5

    it = mylist.begin();
    ++it;       // it points now to number 2           ^

    mylist.insert(it, 10);                        // 1 10 2 3 4 5

    // "it" still points to number 2                      ^
    mylist.insert(it, 2, 20);                      // 1 10 20 20 2 3 4 5

    --it;       // it points now to the second 20            ^

    std::vector<int> myvector(2, 30);
    mylist.insert(it, myvector.begin(), myvector.end());
    // 1 10 20 30 30 20 2 3 4 5
    //               ^
    std::cout << "mylist contains:";
    for (it = mylist.begin(); it != mylist.end(); ++it)
        std::cout << ' ' << *it;
    std::cout << '\n';

    return 0;
}

在这里插入图片描述

==erase==

在这里插入图片描述

iterator erase (iterator position);
iterator erase (iterator first, iterator last);

删除list容器中一个迭代器（position）指向的元素或者一段迭代器区间(first, last]内的元素。
返回值为指向被删除元素下一元素的迭代器。

代码案例：

#include<iostream>
#include<list>
using namespace std;

int main()
{
   
   
    list<int> lt({
   
    1,2,3,4,5 });
    for (auto e : lt) {
   
    cout << e << " "; }
    cout << endl;

    list<int>::iterator it = lt.begin();
    ++it;
    it = lt.erase(it);
    for (auto e : lt) {
   
    cout << e << " "; }
    cout << endl;

    it = lt.erase(it, lt.end());
    for (auto e : lt) {
   
    cout << e << " "; }
    cout << endl;

    return 0;
}

在这里插入图片描述

==resize==

void resize (size_type n, value_type val = value_type());

此接口函数用于调整容器的大小，使其包含n个元素。
如果n小于当前容器的大小，内容将被缩减为其前n个元素，移除超出n的部分（并销毁它们）。
如果n大于当前容器的大小，内容将通过在末尾插入所需数量的新元素来扩展，以达到大小为n。如果指定了val，新元素将被初始化为val的副本；否则，它们将进行默认值初始化。

// resizing list
#include <iostream>
#include <list>

int main()
{
   
   
    std::list<int> mylist;

    // set some initial content:
    for (int i = 1; i < 10; ++i) mylist.push_back(i);

    mylist.resize(5);
    mylist.resize(8, 100);
    mylist.resize(12);

    std::cout << "mylist contains:";
    for (std::list<int>::iterator it = mylist.begin(); it != mylist.end(); ++it)
        std::cout << ' ' << *it;

    std::cout << '\n';

    return 0;
}

在这里插入图片描述

==clear==

void clear();

从列表容器（其中的元素将被销毁）中移除所有元素，使size的大小变为0。

结语

本篇博客给大家初步介绍了list，其底层是一个双向循环链表，讲解了list的一些函数接口，如修改器，元素访问，以及迭代器接口的使用方式。这些功能和规则和vector，string的接口大同小异，名称也大都一致，降低了我们的学习成本。
博主后续还会产出更多有关于STL的内容，感谢大家的支持。♥

文章标签：
C++
容器
编译器
关键词：
C++ list
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