STL常见容器（list容器）---C++

STL常见容器目录：

6.list容器
- 6.1 list基本概念
- 6.2 list构造函数
- 6.3 list 赋值和交换
- 6.4 list 大小操作
- 6.5 list 插入和删除
- 6.6 list 数据存取
- 6.7 list 反转和排序
- 6.8自定义排序案例

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6.list容器

6.1 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.

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如图，结点中的指针域包含两个指针（prev、next），其中prev指针指向前一个数据地址，next指针指向后一个结点中的数据——双向；

对于第一个结点中的prev指针指向最后一个结点的数据，而最后一个结点中next指针指向第一个结点的数据——循环。

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，（不可跳跃式访问，即非随机迭代器）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。（遍历时间多，空间占用大）

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（除非将迭代器所在的结点删除），这在vector是不成立的（即在vector容器中当要添加的内容大小大于剩余空间，会重新开辟空间，故迭代器的位置将改变）。

总结：STL中List和vector是两个最常被使用的容器，各有优缺点

6.2 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。

同之间的几个容器

6.3 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。

6.4 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。

6.5 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。

示例：

#include <list>

void printlist(list<int>& L)
{
	for (list<int>::iterator it = L.begin(); it != L.end(); it++)
	{
		cout << *it << " ";
	}
	cout << endl;
}
#include <list>
void test01()
{
	list<int> L;
	L.push_back(100);
	L.push_back(99);
	L.push_back(77);
	L.push_front(88);
	L.push_front(77);
	L.push_front(99);
	printlist(L);

	L.remove(99);//将99全部删除
	printlist(L);

输出：

99 77 88 100 99 77
77 88 100 77

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

6.6 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。

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注：所有不支持随机访问迭代器的容器，不可以使用标准算法，其内部会提供对于算法。

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

6.7 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

示例:

#include <list>

void printlist(list<int>& L)
{
	for (list<int>::iterator it = L.begin(); it != L.end(); it++)
	{
		cout << *it << " ";
	}
	cout << endl;
}
bool myCompare(int v1,int v2) //仿函数或回调函数
{
	return v1 > v2;
}
void test01()
{
	list<int> L;
	L.push_back(100);
	L.push_back(99);
	L.push_back(77);
	L.push_front(88);
	L.push_front(77);
	L.push_front(99);
	printlist(L);

	//反转容器的元素
	L.reverse();
	cout << "反转后：" << endl;
	printlist(L);

	//排序
	cout << "默认排序后：" << endl;
	L.sort(); //默认的排序规则 从小到大
	printlist(L);

	cout << "自定义降序排序后：" << endl;
	L.sort(myCompare); //指定规则，从大到小
	printlist(L);

}

输出：

99 77 88 100 99 77
反转后：
77 99 100 88 77 99
默认排序后：
77 77 88 99 99 100
自定义降序排序后：
100 99 99 88 77 77

总结：

反转 — reverse
排序 — sort （成员函数）

6.8自定义排序案例

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、体重；

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，如果身高相同按照体重升序。

示例：

#include <list>
#include <string>
class Person {
public:
	Person(string name, int age, int height,int weight) {
		m_Name = name;
		m_Age = age;
		m_Height = height;
		m_Weight = weight;
	}

public:
	string m_Name;  //姓名
	int m_Age;      //年龄
	int m_Height;   //身高
	int m_Weight;   //体重
};

//仿函数或回调函数
bool ComparePerson(Person& p1, Person& p2) {

	if (p1.m_Age == p2.m_Age)
	{
		if (p1.m_Height == p2.m_Height )
		{
			return p1.m_Weight < p2.m_Weight;
		}
		else
		return p1.m_Height > p2.m_Height;
	}
	
	else
	{
		return p1.m_Age < p2.m_Age;
	}
}

void PrintPerson(list<Person>&L)
{
	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
			<<" 体重："<<it->m_Weight << endl;
	}
}
void test01() {

	list<Person> L;

	Person p1("刘备", 35, 175,100);
	Person p2("曹操", 45, 180,80);
	Person p3("孙权", 40, 170,73);
	Person p4("赵云", 25, 190,80);
	Person p5("张飞", 35, 175,85);
	Person p6("关羽", 35, 170,84);

	L.push_back(p1);
	L.push_back(p2);
	L.push_back(p3);
	L.push_back(p4);
	L.push_back(p5);
	L.push_back(p6);

	PrintPerson(L);

	cout << "---------------------------------" << endl;
	L.sort(ComparePerson); //排序
	cout << "排序后:" << endl;
	PrintPerson(L);
}

输出:

姓名：刘备年龄： 35 身高： 175 体重：100
姓名：曹操年龄： 45 身高： 180 体重：80
姓名：孙权年龄： 40 身高： 170 体重：73
姓名：赵云年龄： 25 身高： 190 体重：80
姓名：张飞年龄： 35 身高： 175 体重：85
姓名：关羽年龄： 35 身高： 170 体重：84

排序后:
姓名：赵云年龄： 25 身高： 190 体重：80
姓名：张飞年龄： 35 身高： 175 体重：85
姓名：刘备年龄： 35 身高： 175 体重：100
姓名：关羽年龄： 35 身高：170 体重：84
姓名：孙权年龄： 40 身高： 170 体重：73
姓名：曹操年龄： 45 身高： 180 体重：80

总结：