目录

一、list的介绍

二、list的使用

2.1 Construct

2.2 operator=

2.3 Iterators

2.4 Capacity

2.5 Element access

2.6 Modifiers

2.7 Operations

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一、list的介绍

        有数据结构作为基础，STL 上手很快，学习成本也低，本文也是讲解 list 常用重点接口，其它有需要再查询文档，重点也是放在 list 的模拟实现上面

list 文档介绍

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
6. list 本质上就是双向循环链表

template < class T, class Alloc = allocator<T> > class list;

         class Alloc = allocator<T> 是空间配置器（内存池），暂时不用理会，它也给了缺省值，目前不用我们自己传，使用默认缺省值就可以了

使用 list 要包含 list 的头文件：

#include <list>

        list 要重点使用迭代器了，因为 list 不能支持随机访问了，即不能使用 “[]” + 下标 进行访问

二、list的使用

 list 也是掌握一些常用的接口，其它有需要在查询文档

先说一下成员变量

        value_type 就是第一个模板参数 （T）；size_type 与 size_t 的用法一致，无符号

2.1 Construct

 接口简单说明：

构造函数	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

构造某个类型的 list 

list<int> l1;//构造int类型的list
list<double> l2;//构造double类型的list

测试代码

void Test_list()
{
	list<int> l1;                         // 构造空的l1
	list<int> l2(10, 3);                 // l2中放10个值为3的元素
	list<int> l3(l2.begin(), l2.end());  // 用l2的[begin(), end()）左闭右开的区间构造l3
	list<int> l4(l3);                    // 用l3拷贝构造l4
	 //以数组为迭代器区间构造l5
	int array[] = { 1,2,3,4 };
	list<int> l5(array, array + sizeof(array) / sizeof(int));
}

2.2 operator=

测试代码

void Test_list()
{
	list<int> l1(10, 3);// l1中构造10个值为3的元素
	list<int> l2 = l1;//赋值重载
	list<int> l3;
	l3 = l1;//赋值重载
}

析构函数不解释了，程序结束自动调用 

2.3 Iterators

        list 的迭代器不再是简单的原生指针了，指针要经过封装和重载才能支持 list 的迭代器的使用，范围 for 的底层就是迭代器。此处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，到 list 模拟实现再细讲

常用接口

函数声明	接口说明
begin	返回第一个元素的迭代器
end	返回最后一个元素下一个位置的迭代器
rbegin	返回第一个元素的reverse_iterator，即end位置
rend	返回最后一个元素下一个位置的reverse_iterator,即begin位置

示意图

 

注意：遍历 list 只能用迭代器和范围for 

 测试代码

void Test_list()
{
	int array[] = { 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 0 };
	list<int> l(array, array + sizeof(array) / sizeof(array[0]));
	list<int>::iterator it = l.begin();

    //迭代器判断结束只能使用 !=
	while (it != l.end())
	{
		cout << *it;
		++it;
	}
	cout << endl;

	for (auto e : l)
	{
		cout << e;
	}
	cout << endl;
}

运行结果

注意：迭代器判断结束条件只能使用  != ，因为 list 的每个节点的空间的大小是不确定的，不能使用 it < l.end()；之前 vector 和 string 的迭代器结束可以使用 < 判断迭代器结束，因为它们的空间是连续的

反向迭代器使用

void Test_list()
{
	int array[] = { 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 0 };
	list<int> l(array, array + sizeof(array) / sizeof(array[0]));
	list<int>::reverse_iterator it = l.rbegin();

	//迭代器判断结束只能使用 !=
	while (it != l.rend())
	{
		cout << *it;
		++it;
	}
	cout << endl;

}

注意

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 

 运行结果

2.4 Capacity

 常用接口

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

不演示，直接使用即可

2.5 Element access

常用接口

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

 

测试代码

void Test_list()
{
	int array[] = { 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 0 };
	list<int> l(array, array + sizeof(array) / sizeof(array[0]));
	cout << l.front() << endl; //1
	cout << l.back() << endl; //0
}

 运行结果

2.6 Modifiers

常用接口

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

 

测试代码

void Test_list()
{
	list<int> l;
	l.push_back(1);//尾插数据
	l.push_back(2);
	l.push_back(3);
	l.push_back(4);
	for (auto e : l)
		cout << e;
	cout << endl;

	l.pop_back();//删除 4
	for (auto e : l)
		cout << e;
	cout << endl;

	l.push_front(0);//头插0
	for (auto e : l)
		cout << e;
	cout << endl;

	l.pop_front();//头删
	for (auto e : l)
		cout << e;
	cout << endl;
}

 运行结果

erase

测试代码

void Test_list()
{
	int array[] = { 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 0 };
	list<int> l(array, array + sizeof(array) / sizeof(array[0]));

	list<int>::iterator pos = find(l.begin(), l.end(), 2);
	l.erase(pos); //删除2
	for (auto e : l)
		cout << e;
	cout << endl;
}

运行结果

insert

测试代码

void Test_list()
{
	int array[] = { 1, 2, 4, 5, 6, 7, 8, 9 };
	list<int> l(array, array + sizeof(array) / sizeof(array[0]));

	list<int>::iterator pos = find(l.begin(), l.end(), 4);
	l.insert(pos, 3); //在4的位置的前一个插入3
	for (auto e : l)
		cout << e;
	cout << endl;
}

 运行结果

 list 的迭代器失效问题

        前面说过，此处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

        所以 insert 并不会造成迭代器失效，而 erase 之后则会造成 pos 迭代器失效，因为 pos 迭代器指向的空间已经被释放了

测试代码

void Test_list()
{
	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;
	}
}

 运行结果

修改代码

void Test_list()
{
	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);
	}
}

 修改之后，程序就可以正常运行了

2.7 Operations

        这些接口不怎么使用，就不介绍了，有需要再查询文档，其中的 sort 排序数据量大的时候，效率低，也不怎么使用

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文章到这里就结束了，下一篇即将更新