STL——list容器

news2024/10/7 4:34:02

目录

1.list基本概念

2.list构造函数

 3.list赋值和交换

4.list大小操作

5.list插入和删除

 6.list数据存取

7.list反转和排序

8.排序案例

1.list基本概念

功能：将数据进行链式存储。

链表（list）是一种物理存储单元上非连续的存储结构，数据元素的逻辑顺序是通过链表中的指针链接实现的。

链表的组成：链表由一系列结点组成。

结点的组成：一个是存储数据元素的数据域，另一个是存储下一个结点地址的指针域。

STL中的链表是一个双向循环链表。

由于链表的存储方式并不是连续的内存空间，因此链表list中的迭代器只支持前移和后移，属于双向迭代器。 

list的优点：

  • 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

list的缺点：

  • 链表灵活，但是空间（指针域）和时间（遍历）额外耗费较大 

注：list有一个重要的性质，插入和删除操作都不会造成原有的list迭代器失效，这在vector容器是不成立的。 

2.list构造函数

函数原型：

  • list<T> lst; ——//list采用采用模板类实现,对象的默认构造形式。
  • list(beg,end); ——//构造函数将[beg, end)区间中的元素拷贝给本身。
  • list(n,elem); ——//构造函数将n个elem拷贝给本身。
  • list(const list &lst); ——//拷贝构造函数。
#include<iostream>
using namespace std;
#include<list>
void printList(list<int>&l)
{
	for (list<int>::iterator it = l.begin(); it != l.end(); it++)
	{
		cout << *it << " ";
	}
	cout << endl;
}
//list构造函数
void test01()
{
	//创建list容器
	list<int>l1;//默认构造
	//添加数据
	l1.push_back(10);
	l1.push_back(20);
	l1.push_back(30);
	l1.push_back(40);
	//遍历容器
	printList(l1);
	//区间方式构造
	list<int>l2(l1.begin(), l1.end());
	printList(l2);
	//拷贝构造
	list<int>l3(l2);
	printList(l3);
	//n个elem
	list<int>l4(10, 1000);
	printList(l4);
}
int main()
{
	test01();
	system("pause");
	return 0;
}

 3.list赋值和交换

函数原型：

  • assign(beg, end); ——//将[beg, end)区间中的数据拷贝赋值给本身。
  • assign(n, elem); ——//将n个elem拷贝赋值给本身。
  • list& operator=(const list &lst);—— //重载等号操作符
  • swap(lst);—— //将lst与本身的元素互换。
#include<iostream>
using namespace std;
#include<list>
void printList(list<int>&l)
{
	for (list<int>::iterator it = l.begin(); it != l.end(); it++)
	{
		cout << *it << " ";
	}
	cout << endl;
}
//list——赋值和交换
//赋值
void test01()
{
	list<int>l1;
	l1.push_back(10);
	l1.push_back(20);
	l1.push_back(30);
	l1.push_back(40);
	printList(l1);
	list<int>l2;
	l2 = l1;
	printList(l2);
	list<int>l3;
	l3.assign(l2.begin(), l2.end());
	printList(l3);
	list<int>l4;
	l4.assign(10, 1000);
	printList(l4);
}
//交换
void test02()
{
	list<int>l1;
	l1.push_back(10);
	l1.push_back(20);
	l1.push_back(30);
	l1.push_back(40);
	list<int>l2;
	l2.assign(10, 1000);
	cout << "交换前:" << endl;
	printList(l1);
	printList(l2);
	l1.swap(l2);
	cout << "交换后：" << endl;
	printList(l1);
	printList(l2);
}
int main()
{
	//test01();
	test02();
	system("pause");
	return 0;
}

4.list大小操作

函数原型：

  • size(); ——//返回容器中元素的个数
  • empty();—— //判断容器是否为空
  • resize(num);—— //重新指定容器的长度为num，若容器变长，则以默认值填充新位置。如果容器变短，则末尾超出容器长度的元素被删除。
  • resize(num, elem); ——//重新指定容器的长度为num，若容器变长，则以elem值填充新位置。如果容器变短，则末尾超出容器长度的元素被删除。
#include<iostream>
using namespace std;
#include<list>
void printList(list<int>&l)
{
	for (list<int>::iterator it = l.begin(); it != l.end(); it++)
	{
		cout << *it << " ";
	}
	cout << endl;
}
//list容器大小操作
void test01()
{
	list<int>l1;
	l1.push_back(10);
	l1.push_back(20);
	l1.push_back(30);
	l1.push_back(40);
	printList(l1);
	//判断容器是否为空
	if (l1.empty())
	{
		cout << "l1为空。" << endl;
	}
	else
	{
		cout << "l1不为空。" << endl;
		cout << "l1中元素的个数为：" << l1.size() << endl;
	}
	//重新指定大小
	l1.resize(10, 132);
	printList(l1);
	l1.resize(2);
	printList(l1);
}
int main()
{
	test01();
	system("pause");
	return 0;
}

5.list插入和删除

函数原理：

  • push_back(elem);//在容器尾部加入一个元素
  • pop_back();//删除容器中最后一个元素
  • push_front(elem);//在容器开头插入一个元素
  • pop_front();//从容器开头移除第一个元素
  • insert(pos,elem);//在pos位置插elem元素的拷贝，返回新数据的位置。
  • insert(pos,n,elem);//在pos位置插入n个elem数据，无返回值。
  • insert(pos,beg,end);//在pos位置插入[beg,end)区间的数据，无返回值。
  • clear();//移除容器的所有数据
  • erase(beg,end);//删除[beg,end)区间的数据，返回下一个数据的位置。
  • erase(pos);//删除pos位置的数据，返回下一个数据的位置。
  • remove(elem);//删除容器中所有与elem值匹配的元素。（移除）
#include<iostream>
using namespace std;
#include<list>
void printList(list<int>&l)
{
	for (list<int>::iterator it = l.begin(); it != l.end(); it++)
	{
		cout << *it << " ";
	}
	cout << endl;
}
//list容器——插入和删除
void test01()
{
	list<int>l1;
	//尾插
	l1.push_back(10);
	l1.push_back(20);
	l1.push_back(30);
	//头插
	l1.push_front(100);
	l1.push_front(200);
	l1.push_front(300);
	l1.push_front(400);
	printList(l1);
	//尾删
	l1.pop_back();
	printList(l1);
	//头删
	l1.pop_front();
	printList(l1);
	//insert——插入
	list<int>::iterator it = l1.begin();
	++it;
	// 300 1000 200 100 10 20 
	l1.insert(it, 1000);
	printList(l1);
	//erase——删除
	it = l1.begin();
	l1.erase(it);
	printList(l1);
	//remove——移除
	l1.remove(10);
	printList(l1);
	//clear——清空
	l1.clear();
	printList(l1);
}
int main()
{
	test01();
	system("pause");
	return 0;
}

 6.list数据存取

函数原型：

  • front();—— //返回第一个元素。
  • back(); ——//返回最后一个元素。
#include<iostream>
using namespace std;
#include<list>
//list容器——数据存取
void test01()
{
	list<int>l1;
	l1.push_back(10);
	l1.push_back(20);
	l1.push_back(30);
	l1.push_back(40);
	cout << "第一个元素为：" << l1.front() << endl;
	cout << "最后一个元素为：" << l1.back() << endl;
	//验证迭代器是不支持随机访问的
	list<int>::iterator it = l1.begin();
	it++;//支持双向
	it--;
	//it = it + 1;//不支持随机访问
}
int main()
{
	test01();
	system("pause");
	return 0;
}

 注：list容器不可以通过[]或者at方式访问数据。

7.list反转和排序

函数原型：

  • reverse(); ——//反转链表
  • sort(); ——//链表排序
#include<iostream>
using namespace std;
#include<list>
#include<algorithm>
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——反转和排序
//反转
void test01()
{
	list<int>l1;
	l1.push_back(50);
	l1.push_back(20);
	l1.push_back(60);
	l1.push_back(80);
	l1.push_back(70);
	l1.push_back(40);
	cout << "反转前：";
	printList(l1);
	//反转
	cout << "反转后：";
	l1.reverse();
	printList(l1);
}
bool myCompare(int v1, int v2)
{
	//降序   就让第一个数>第二个数
	return v1 > v2;
}
//排序
void test02()
{
	list<int>l1;
	l1.push_back(50);
	l1.push_back(20);
	l1.push_back(60);
	l1.push_back(80);
	l1.push_back(70);
	l1.push_back(40);
	cout << "排序前：";
	printList(l1);
	//sort(l1.begin(), l1.end());//标准算法
	//所有不支持随机访问的迭代器的容器，不可用标准算法
	//不支持随机访问迭代器的容器，内部会提供对应的一些算法
	l1.sort();//默认从小到大——升序
	cout << "排序后：";
	printList(l1);
	l1.sort(myCompare);//降序
	printList(l1);
}
int main()
{
	//test01();
	test02();
	system("pause");
	return 0;
}

注：想要实现list容器的降序排序需要用sort(成员函数) 。

8.排序案例

案例描述：将Person自定义数据类型进行排序，Person中属性有姓名、年龄、身高。

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。

#include<iostream>
using namespace std;
#include <list>
#include <string>
class Person {
public:
	Person(string name, int age, int height) {
		m_Name = name;
		m_Age = age;
		m_Height = height;
	}
public:
	string m_Name; //姓名
	int m_Age; //年龄
	int m_Height; //身高
};
bool ComparePerson(Person& p1, Person& p2) {
	if (p1.m_Age == p2.m_Age) {
		return p1.m_Height > p2.m_Height;
	}
	else
	{
		return p1.m_Age < p2.m_Age;
	}
}
void test01() {
	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);
	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;
	}
	cout << "---------------------------------" << endl;
	L.sort(ComparePerson); //排序
	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();
	system("pause");
	return 0;
}

注：

  • 对于自定义数据类型，必须要指定排序规则，否则编译器不知道如何进行排序。
  • 高级排序只是在排序规则上再进行一次逻辑规则制定。

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