list链表

news2024/10/6 22:22:48

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

1.1 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

1.2 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

List有一个重要的性质，插入操作和删除操作都不会造成原有list迭代器的失效，这在vector是不成立的。

总结：STL中List和vector是两个最常被使用的容器，各有优缺点

2. list构造函数

功能描述：

创建list容器

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。

总结：list构造方式同其他几个STL常用容器，熟练掌握即可

示例：

list_main1.cpp

#include<iostream>
using namespace std;
#include <list>
//list容器构造函数

void printList( const list<int>&L)
{
	for (list<int>::const_iterator it = L.begin(); it != L.end(); it++)
	{
		cout << *it << " ";
	}
	cout << endl;
}

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

功能描述：

给list容器进行赋值，以及交换list容器

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。

总结：list赋值和交换操作能够灵活运用即可

示例：

list_main2.cpp

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

//list容器赋值和交换
void printList(const list<int>&L)
{
	for (list<int>::const_iterator it = L.begin(); it != L.end(); it++)
	{
		cout << *it << " ";
	}
	cout << endl;
}

//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; // operator= 赋值
	printList(L2);


	list<int>L3;
	L3.assign(L2.begin(), L2.end());
	printList(L3);

	list<int>L4;
	L4.assign(10, 100);
	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, 100);

	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

功能描述：

对list容器的大小进行操作

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。

总结：

判断是否为空 --- empty

返回元素个数 --- size

重新指定个数 --- resize

示例

list_main3.cpp

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

//list容器大小操作

void printList(const list<int>&L)
{
	for (list<int>::const_iterator it = L.begin(); it != L.end(); it++)
	{
		cout << *it << " ";
	}
	cout << endl;
}

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的元素个数为： " << L1.size() << endl;
	}

	//重新指定大小
	L1.resize(10, 10000);
	printList(L1);

	L1.resize(2);
	printList(L1);

}

int main() {

	test01();

	system("pause");

	return 0;
}

5. list 插入和删除

功能描述：

对list容器进行数据的插入和删除

函数原型：

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。

总结：

尾插 --- push_back

尾删 --- pop_back

头插 --- push_front

头删 --- pop_front

插入 --- insert

删除 --- erase

移除 --- remove

清空 --- clear

示例

list_main4.cpp

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

//list容器插入和删除

/*
- 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。
*/

void printList( const list<int>&L)
{
	for (list<int>::const_iterator it = L.begin(); it != L.end(); it++)
	{
		cout << *it << " ";
	}
	cout << endl;
}

void test01()
{
	list<int>L;

	//尾插
	L.push_back(10);
	L.push_back(20);
	L.push_back(30);

	//头插
	L.push_front(100);
	L.push_front(200);
	L.push_front(300);

	// 300 200 100 10 20 30 
	printList(L);

	//尾删
	L.pop_back();
	// 300 200 100 10 20 
	printList(L);

	//头删
	L.pop_front();
	// 200 100 10 20 
	printList(L);

	//insert插入
	list<int>::iterator it = L.begin();
	L.insert(++it, 1000);
	//  200 1000 100 10 20 
	printList(L);

	//删除
	it = L.begin();
	L.erase(++it);
	// 200 100 10 20 
	printList(L);

	//移除
	L.push_back(10000);
	L.push_back(10000);
	L.push_back(10000);
	L.push_back(10000);
	printList(L);
	L.remove(10000);//删除指定的值
	printList(L);

	//清空
	L.clear();
	printList(L);
}

int main() {

	test01();

	system("pause");

	return 0;
}

6. list 数据存取

功能描述：

对list容器中数据进行存取

函数原型：

front(); //返回第一个元素。
back(); //返回最后一个元素

总结：

list容器中不可以通过[]或者at方式访问数据

返回第一个元素 --- front

返回最后一个元素 --- back

示例

list_main5.cpp

#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);

	//L1[0] 不可以用[]访问list容器中的元素

	//L1.at(0)  不可以用at方式访问list容器中的元素

	//原因是list本质链表，不是用连续线性空间存储数据，迭代器也是不支持随机访问的

	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;
}

7. list 反转和排序

功能描述：

将容器中的元素反转，以及将容器中的数据进行排序

函数原型：

reverse(); //反转链表
sort(); //链表排序

总结：

反转 --- reverse

排序 --- sort （成员函数）

示例：

list_main6.cpp

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

//list容器反转和排序

void printList(const list<int>&L)
{
	for (list<int>::const_iterator it = L.begin(); it != L.end(); it++)
	{
		cout << *it << " ";
	}
	cout << endl;
}

void test01()
{
	//反转
	list<int>L1;

	L1.push_back(20);
	L1.push_back(10);
	L1.push_back(50);
	L1.push_back(40);
	L1.push_back(30);

	cout << "反转前： " << endl;
	printList(L1);

	//反转
	L1.reverse();
	cout << "反转后： " << endl;
	printList(L1);
}


//自定义降序
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(20);
	L1.push_back(10);
	L1.push_back(50);
	L1.push_back(40);
	L1.push_back(30);
	
	//排序
	cout << "排序前： " << endl;
	printList(L1);

	//所有不支持随机访问迭代器的容器，不可以用标准算法
	//不支持随机访问迭代器的容器，内部会提供对应一些算法
	//sort(L1.begin(), L1.end());

	L1.sort(); //默认排序规则 从小到大  升序
	cout << "排序后： " << endl;
	printList(L1);

	//降序
	L1.sort(myCompare);
	printList(L1);

}


int main() {

	//test01();

	test02();

	system("pause");

	return 0;
}

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

list_main7.cpp

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

//list容器 排序案例 对于自定义数据类型 做排序

//按照年龄进行升序，如果年龄相同按照身高进行降序

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; //姓名
	int m_Age;   //年龄
	int m_Height; // 身高
};


//指定排序规则
bool comparePerson(Person& p1, Person& p2)
{
	//按照年龄 升序
	if (p1.m_Age == p2.m_Age)
	{
		//年龄相同  按照身高降序
		return p1.m_Height > p2.m_Height;
	}
	else
	{
		return  p1.m_Age < p2.m_Age;
	}

}

void test01()
{
	list<Person>L; //创建容器

	//准备数据
	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);

	//插入数据
	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;
	}

	//排序
	cout << "---------------------------------" << endl;
	cout << "排序后：" << endl;

	L.sort(comparePerson);
	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;
}

总结：

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，并不复杂

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