list的相关介绍
- 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。
- list的底层是带头双向循环链表结构，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。
- 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。
- 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。
- list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)
想要了解更多关于list的详细内容，请点击list的文档介绍。
list的使用
注意：本章只介绍一些常用的接口
list的构造
| 构造函数 | 接口说明 | 代码演示 |
| list() | 构造空的list | list<int> l1; |
| list(size_t n, const T& val = T()) | 构造的list中包含n个值为val的元素 | list<int> l2(5, 100); // l2中放5个值为100的元素 |
| list(const list<T>& x) | 拷贝构造函数 | list<int> l3(l2); |
| list(InputIterator first, InputIterator last) | 用[first, last)区间中的元素构造list | list<int> l4(l2.begin(), l2.end()); |
| list(initializer_list<T> li) | 使用花括号进行构造(C++11) | list<int> lt = { 1,2,3,4,5 }; |
list iterator的使用
list的迭代器，大家在这里可以暂时理解成一个指针，该指针指向list的某个节点。
| 函数说明 | 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 |
// 迭代器使用举例
int main()
{
list<int> li = {1,2,3,4};
list<int>::iterator it = li.begin();
while (it != li.end())
{
cout << *it << " ";
++it;
}
return 0;
}list的增删查改
| 函数声明 | 接口说明 | 代码演示 |
| insert | 在list pos 位置中插入值为val的元素 | iterator insert(iterator pos, const T& val) |
| erase | 删除list pos 位置的元素 | iterator erase(iterator pos) |
| clear | 清空list的有效元素 | void clear() |
注意：在list的接口里面没有提供[ ]，因为效率不高
list的迭代器失效
相比vector，list的迭代器失效相对简单一些。
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已经不存在了，即该节点被删除了。因为list的底层结构为带头双向循环链表，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。
// 删除是偶数的数据
list<int> li = {1,2,3,4};
list<int>::iterator it = li.begin();
while (it != li.end())
{
if (*it % 2 == 0)
//li.erase(it); 会导致迭代器失效
it = li.erase(it); //重新对迭代器进行赋值，就会避免失效的问题
else
++it;
}注意：此处的迭代器失效只是针对vs下所说，不同平台的list底层实现结构不同，所以在其他平台下可能不会失效
list的底层实现
迭代器的实现
与vector不同，vector的迭代器使用原生态指针就可以搞定，但list不行，因为list的底层结构是不连续的，所以对list的原生态指针进行了封装。
template<class T, class Ref, class Ptr>
//使用一个类封装原生态指针
struct listiterator
{
typedef ListNode<T> Node;
typedef listiterator<T, Ref, Ptr> Self;
listiterator(Node* node) //构造
:_node(node)
{}
Self& operator++() //前置++底层结构
{
_node = _node->_next;
return *this;
}
Self operator++(int) //后置++底层结构
{
Self tmp(*this);
_node = _node->_next;
return tmp;
}
Ref operator*() //operator*底层结构
{
return _node->_data;
}
bool operator!=(const Self& it)
{
return _node != it._node;
}
Node* _node; //包含一个结点的指针
};常用接口实现
//拷贝构造
list(const list<T>& x)
{
empty_list(); //对list进行初始化
for (const auto& e : x)
{
push_back(e);
}
}
//赋值
list<T>& operator=(list<T> x)
{
swap(_head,x._head); //交换两个list的头节点
return *this;
}iterator insert(iterator pos, const T& val)
{
Node* cur = pos._node; //获取指向该结点的指针
Node* newnode = new Node(val);
Node* prev = cur->_prev;
prev->_next = newnode; //插入
newnode->_prev = prev;
newnode->_next = cur;
cur->_prev = newnode;
return iterator(newnode);
}iterator erase(iterator pos)
{
assert(pos != end()); //断言，防止删除头节点
Node* cur = pos._node; //获取指向该结点的指针
Node* prev = cur->_prev;
Node* next = cur->_next;
prev->_next = cur->_next; //删除
next->_prev = prev;
delete cur;
return iterator(next);
}void clear() //清空list的有效数据
{
list<T>::iterator it = begin();
while (it != end())
{
it = erase(it); //给迭代器重新赋值，防止迭代器失效
}
}
