本节目标:
1.list介绍及使用
2.list深度剖析及模拟实现
3.list和vector对比
1.list介绍及使用
1.1list介绍
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
)。
1.2list的使用
list中的接口比较多,此处类似,只需要掌握如何正确的使用,然后再去深入研究背后的原理,已达到可扩展 的能力。以下为list中一些常见的重要接口
1.2.1list的构造
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 |
list<int> lt1; // 构造int类型的空容器
list<int> lt2(3, 2); // 构造含有3个2的int类型容器
list<int> lt3(lt2); // 拷贝构造lt2
string s("hello");
list<char> lt4(s.begin(), s.end()); // 利用迭代器构造
1.2.2list iterator的使用
此处,大家可暂时
将迭代器理解成一个指针,该指针指向
list
中的某个节点
。 底层实现我们也是对指针进行封装 保证上层调用的时候看起来还是iterator,从而是容器迭代器阅读性更高。
函数声名 | 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 |
1. begin与end为正向迭代器,对迭代器执行++操作,迭代器向后移动
2.
rbegin(end)
与
rend(begin)
为反向迭代器,对迭代器执行
++
操作,迭代器向前移动
int main()
{
string s("hello thisword!");
list<char> lt(s.begin(), s.end());
//正向迭代器遍历容器
list<char>::iterator it = lt.begin();
while (it != lt.end())
{
cout << *it << " ";
it++;
}
cout << endl;
//反向迭代器遍历容器
list<char>::reverse_iterator rit = lt.rbegin();
while (rit != lt.rend())
{
cout << *rit << " ";
rit++;
}
cout << endl;
return 0;
}
1.2.3 list capacity
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 |
这两个关于list的函数没什么知识点就是获取该容器内元素个数,已经容量的函数。
1.2.4list element access
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 |
int main()
{
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;
return 0;
}
1.2.5 list modifiers
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 |
1.swap
int main()
{
list<int> lt1(3, 2);
list<int> lt2(2, 3);
lt1.swap(lt2); //交换两个容器的内容
return 0;
}
2 sort
int main()
{
list<int> lt;
lt.push_back(2);
lt.push_back(1);
lt.push_back(4);
lt.push_back(3);
cout << "排序前:";
for (auto e : lt)
{
cout << e << " ";
}
cout << endl;
lt.sort();
cout << "排序后:";
for (auto e : lt)
{
cout << e << " ";
}
cout << endl;
}
3.resize
resize操作方式有两种
- 当所给值大于当前的size时,将size扩大到该值,扩大的数据为第二个所给值,若未给出,则默认为容器所存储类型的默认构造函数所构造出来的值。
- 当所给值小于当前的size时,将size缩小到该值
int main()
{
list<int> lt(3, 3);
for (auto e : lt)
{
cout << e << " ";
}
cout << endl;
lt.resize(5, 4); //将size扩大为5,扩大的值为4
for (auto e : lt)
{
cout << e << " ";
}
cout << endl;
lt.resize(2); //将size缩小为2
for (auto e : lt)
{
cout << e << " ";
}
cout << endl;
return 0;
}
4 unique
去除连续重复元素
int main()
{
list<int> lt;
lt.push_back(1);
lt.push_back(2);
lt.push_back(3);
lt.push_back(3);
lt.push_back(2);
lt.push_back(3);
lt.push_back(2);
for (auto e : lt)
{
cout << e << " ";
}
cout << endl;
lt.unique();// 去除连续重复的元素
for (auto e : lt)
{
cout << e << " ";
}
cout << endl;
lt.sort();// 排序
lt.unique();
for (auto e : lt)
{
cout << e << " ";
}
cout << endl;
return 0;
}
1.2.6 list的迭代器失效
前面说过,此处大家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
。
错误点如下:
void TestListIterator1()
{
int array[] = { 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 0 };
list<int> l(array, array+sizeof(array)/sizeof(array[0]));
auto it = l.begin();
while (it != l.end())
{
// 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
l.erase(it);
++it;
}
}
改正如下:
// 改正
void TestListIterator()
{
int array[] = { 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 0 };
list<int> l(array, array+sizeof(array)/sizeof(array[0]));
auto it = l.begin();
while (it != l.end())
{
l.erase(it++); // it = l.erase(it);
}
}