STL-常用容器-list

news2024/10/29 1:08:12

1list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
在这里插入图片描述
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

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


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;

	//添加数据
	L1.push_back(10);
	L1.push_back(20);
	L1.push_back(30);
	L1.push_back(40);

	//遍历
	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nlem
	list<int>L4(2, 100);
	printList(L4);

}

int main()
{
	test01();
	return 0;
}

总结：list构造方式同其他几个STL常用容器，熟练掌握即可

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


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;

	//添加数据
	L1.push_back(10);
	L1.push_back(20);
	L1.push_back(30);
	L1.push_back(40);

	//遍历
	printList(L1);

	list<int>L2;
	L2 = L1;
	printList(L2);

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

	list<int>L4;
	L4.assign(2, 100);
}

void test02()
{
	list<int>L1;

	//添加数据
	L1.push_back(10);
	L1.push_back(20);
	L1.push_back(30);
	L1.push_back(40);

	list<int>L2;
	L2.assign(4, 20);
	cout << "交换前：";
	printList(L1);
	printList(L2);
	L1.swap(L2);
	cout << "交换后：";
	printList(L1);
	printList(L2);
}


int main()
{
	//test01();
	test02();
	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

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


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;

	//添加数据
	L1.push_back(10);
	L1.push_back(20);
	L1.push_back(30);
	L1.push_back(40);

	//遍历
	printList(L1);

	//判断容器是否为空
	if (L1.empty())
	{
		cout << "为空" << endl;
	}
	else
	{
		cout << "不空" << endl;
		cout << L1.size() << endl;
	}

	//重新指定大小
	L1.resize(6, 66);
	printList(L1);

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


int main()
{
	test01();
	
	return 0;
}

总结：

  • 判断是否为空 — empty
  • 返回元素个数 — size
  • 重新指定个数 — resize

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


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);
	L.push_back(40);
	//头插
	L.push_front(100);
	L.push_front(200);

	printList(L);

	//尾删
	L.pop_back();
	printList(L);

	//头删
	L.pop_front();
	printList(L);

	//insert
	list<int>::iterator it = L.begin();
	L.insert(++it, 66);
	printList(L);

	//删除
	it = L.begin();
	L.erase(it);
	printList(L);

	//移除
	L.push_back(22);
	printList(L);
	L.remove(22);
	printList(L);

	L.clear();
	printList(L);
}


int main()
{
	test01();

	return 0;
}

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


void test01()
{
	list<int>L1;

	//尾插
	L1.push_back(10);
	L1.push_back(20);
	L1.push_back(30);
	L1.push_back(40);
	
	//L[0] 不可以用[]访问list容器中的元素
	//L1.at(0) 不可以用at访问list容器中的元素
	//list 本身是一个链表，地址不连续，迭代器不支持随机访问

	cout << "第一个元素" << L1.front() << endl;
	cout << "最后一个元素" << L1.back() << endl;

	//验证迭代器不支持随机访问
	list<int>::iterator it = L1.begin();
	it++;//it=it+1 不支持
	
}


int main()
{
	test01();

	return 0;
}

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

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
#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;
}

bool myCompare(int v1,int v2)
{
	return v1 > v2;
}

void test01()
{
	list<int>L1;

	//尾插
	L1.push_back(20);
	L1.push_back(10);
	L1.push_back(60);
	L1.push_back(40);

	printList(L1);

	L1.reverse();
	printList(L1);

	L1.sort();
	printList(L1);
	//sort(L1.begin(), L1.end()); 所有不支持随机访问迭代器的容器，不可以用标准算法

	L1.sort(myCompare);
	printList(L1);
}


int main()
{
	test01();

	return 0;
}

总结：

  • 反转 — reverse
  • 排序 — 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<string>
#include <list>
class Person
{
public:
	Person(string name, int age, int h)
	{
		this->_name = name;
		this->_age = age;
		this->_h = h;
	}
	string _name;
	int _age;
	int _h;
};

bool comparePerson(Person& p1, Person& p2)
{
	if (p1._age == p2._age)
	{
		return p1._h > p2._h;
	}
	return p1._age < p2._age;
}

void test01()
{
	list<Person>L;
	Person p1("li", 20, 170);
	Person p2("yi", 18, 176);
	Person p3("ai", 17, 169);
	Person p4("wu", 22, 173);
	Person p5("hi", 20, 178);

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

	for (list<Person>::const_iterator it = L.begin(); it != L.end(); it++)
	{
			cout << "姓名：" << (*it)._name << " 年龄： " << it->_age << " 身高：" << it->_h << endl;;
	}
	cout << "--------------------" << endl;
	cout << "排序后" << endl;
	L.sort(comparePerson);
	for (list<Person>::const_iterator it = L.begin(); it != L.end(); it++)
	{
		cout << "姓名：" << (*it)._name << " 年龄： " << it->_age << " 身高：" << it->_h << endl;;
	}
}

int main()
{
	test01();
	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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