列表（list）

一、前言

本次博客主要讲解 list 容器的基本操作、常用接口做一个系统的整理，结合具体案例熟悉自定义内部排序方法的使用。如有任何错误，欢迎在评论区指出，我会积极改正。

二、什么是list

list是C++的一个序列容器，插入和删除元素的效率较高，时间复杂度为常数级别，list容器的底层数据结构为带头双向循环链表，这使得 list的元素可以存储在非相邻的内存中，在list内部，不同元素之间通过指向前一个元素的指针以及指向后一个元素的指针相关联。它的数据由若干个节点构成，每一个节点都包括一个信息块（即实际存储的数据）、一个前驱指针和一个后驱指针，可以向前也可以向后进行访问，但不能随机访问。列表的定义在头文件<list>中。list 容器与其他序列容器如vector deque array相比，由于其底层数据结构为带头双向循环链表，因此 list 在插入删除元素方面很有优势，在列表的任意位置进行插入和删除操作的时间复杂度为O(1)。但不能直接通过位置(下标)来直接访问元素。想要访问list的某个元素，必须从list的一端（或已知位置）迭代到该元素。另外，list还需要额外的存储空间来储存前一个元素和后一个元素的链接信息。

1.list的存储结构

list 容器底层为带头双向循环链表，带头双向循环链表每个节点包含指向前驱节点的pre指针，指向后继节点的next指针以及节点的数据。list存储结构如下图所示： 哨兵节点表示链表的第一个元素节点，且不保存任何数据。

2.list 容器的优点

（1）高效的插入和删除：由于std::list是基于带头双向循环链表实现的，插入和删除操作在任意位置都具有常数时间复杂度O(1)，不需要移动其他元素。这使得std::list在需要频繁插入和删除元素的场景下非常高效。
（2）稳定的迭代器：在std::list中进行插入和删除操作不会使得迭代器失效。这意味着在插入或删除元素后，仍然可以继续使用之前获取的迭代器进行遍历和操作。
（3）动态内存管理：std::list可以动态调整大小，根据需要分配和释放内存。这使得std::list能够有效地处理大量元素的情况，而不会浪费过多的内存空间。

3.list容器的缺点

低效的随机访问：由于std::list的存储结构是带头双向循环链表，访问元素时需要从头或尾开始遍历链表，因此在列表中进行随机访问的效率较低。获取特定位置的元素需要遍历链表，时间复杂度为O(n)，其中n是元素的总数量。
占用额外内存：相较于其他容器，std::list在存储上需要额外的指针来维护链表结构，因此在存储大量元素时，它可能占用更多的内存空间。
迭代器不支持指针算术：std::list的迭代器不支持指针算术运算，无法像指针那样直接进行加减操作，这限制了一些操作的灵活性。

头文件：

list是C++ 标准模板库的一部分，因此，想要使用list，需要在程序中包含头文件 list

#include<list>

三、list 容器的定义

单独定义一个 list：

list <typename> name;

这里的typename可以是任何基本类型，例如int、double、char、结构体等，也可以是STL标准容器，例如string、set、queue、vector等。
注意：使用前必须加上头文件：#include <list>

四、list 容器常用接口的使用

4.1 list 的常见构造（初始化）

在 C++ 中，std::list 是一个双向链表容器，提供了一些灵活的初始化方式。以下是 std::list 的常见构造（初始化）方法：

（1）默认构造函数

创建一个空list,不包含任何元素。

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

int main(){

    list<int> str_a;    //list定义的int类型的列表

    return 0;
}

（2）使用指定数量的元素构造

使用 n 个元素初始化 list，每个元素的值为默认值（例如，对于 int，默认值为 0）。

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

int main(){

    list<int> myList(5); // 列表包含 5 个元素，默认值为 0
    
    return 0;
}

也可以指定一个初始值 val，为所有元素赋相同的值。

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

int main(){

    list<int> myList(5, 10); // 列表包含 5 个元素，每个元素的值为 10

    return 0;
}

（3）使用初始化列表构造

使用花括号 {} 来初始化 list，指定初始元素的值。

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

int main(){

    list<int> myList = {1,2,3,4,5}; //列表包含5个元素，依次为1,2,3,4,5

    return 0;
}

（4）拷贝构造函数

使用另一个 list 来初始化新的 list，会创建一个原列表的副本。

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

int main(){

    list<int> originalList = {1, 2, 3};
    list<int> copiedList(originalList); 
    // 使用 originalList 初始化 copiedList，列表包含 3 个元素，依次为 1, 2, 3

    return 0;
}

（5）移动构造函数

使用 move 将一个临时 list 资源转移到新 list 中，从而避免拷贝开销。

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

int main(){

    list<int> originalList = {1, 2, 3};
    list<int> movedList(move(originalList)); // originalList 变为空，movedList 拥有原始数据

    return 0;
}

（6）范围构造函数

使用迭代器范围 [first, last) 初始化 list，可以将其他容器的部分或全部内容拷贝到 list 中。

#include <iostream>
#include <list>
#include <vector>

using namespace std;

int main(){

    vector<int> vec = {1, 2, 3, 4, 5};
    list<int> myList(vec.begin(), vec.end()); // 使用 vector 的元素初始化 list
    
    return 0;
}

（7）使用 assign 赋值

虽然这不是构造函数，但 assign 可以在声明后直接赋值初始化。

#include <iostream>
#include <list>
#include <vector>

using namespace std;

int main(){

    list<int> myList;
    myList.assign(5, 10); // 列表包含 5 个元素，每个元素的值为 10


    return 0;
}

4.2 list 的遍历及迭代器的操作

接口名称	接口说明
迭代器（⭐）	begin() + end() 或者 rbegin() + rend()
范围for	C++11支持更简单的for的新遍历方式（底层还是借用迭代器实现）

注意：（遍历链表-------只能用**迭代器**和**范围for**）

begin与end为正向迭代器，对迭代器执行++操作，迭代器向后移动
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

迭代器

接口名称	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()	返回最后一个元素的迭代器
rend()	返回第一个元素的前一个位置额迭代器

（1）. 使用迭代器遍历

通过 begin() 和 end() 获取 list 的起始和终止迭代器，使用迭代器遍历 list。

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

int main(){

    list<int> myList = {1,2,3,4,5};

    // 使用普通迭代器遍历
    for(list<int>::iterator it = myList.begin(); it != myList.end(); it++){
        cout << *it << " ";
    }
    cout << endl; //输出：1 2 3 4 5 
    return 0;
}

注意：begin与end为正向迭代器，对迭代器执行++操作，迭代器向后移动

rbegin和rend

通过rbegin函数可以得到容器中最后一个元素的反向迭代器，通过rend函数可以得到容器中第一个元素的前一个位置的反向迭代器。

反向迭代器遍历容器：

#include <iostream>
#include <list>
using namespace std;
int main()
{
	int array[] = { 1,2,3,4,5,6,7,8 };
	// 用已有的数组 初始化 list 链表
	list<int> lt(array, array + sizeof(array) / sizeof(array[0]));
	// 正向迭代器遍历容器
	list<int>::reverse_iterator it = lt.rbegin();
	// 开始循环遍历
	while (it != lt.rend())
	{
		cout << *it << " ";    // 8 7 6 5 4 3 2 1
		it++;
	}
	cout << endl;
	return 0;
}

注意：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

（2）使用基于范围的 for 循环（C++11）

在 C++11 及以上版本中，可以使用基于范围的 for 循环简化遍历过程。

#include <iostream>
#include <list>

using namespace std;

int main(){

    list<int> myList = {1,2,3,4,5};


    for(int value : myList){
        cout << value << " ";
    }
    cout << endl; // 输出：1 2 3 4 5

    return 0;
}

4.3 list 容器的常见容量操作

接口名称	接口说明
empty()	判断 `list` 是否为空
size	返回容器中有效元素个数
resize（⭐）	调整容器的有效元素大小(size)
clear	用于清空容器,清空后容器的size为0, 但是头结点(哨兵位)不会被清除

（1）empty()

判断 list 是否为空。如果 list 不包含任何元素，则返回 true，否则返回 false。

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

int main(){
    list<int> myList;

    if(myList.empty()) {
        cout << "The list is empty." << endl;
    } else{
        cout << "The list is not empty." << endl;
    }
    return 0; // 输出：The list is empty.
}

（2）size()

返回 list 中元素的数量。

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

int main()
{
    list<int> myList = {1,2,3,4,5};
    cout << "Size of the list: " << myList.size()<<endl; // 输出5
    return 0;
}

（3）resize()

调整 list 的大小。如果新大小比当前大小大，则会在 list 的末尾添加默认值的元素；如果新大小比当前大小小，则会移除多余的元素。

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

void PrintList(list<int> l){

    list<int>::iterator it = l.begin();
    while(it != l.end()){
        cout << *it << " ";
        it ++;
    }
    cout << endl;
}

int main(){

    list<int> myList = {1,2,3,4,5};

    // 缩小列表的大小
    myList.resize(3); // 现在myList只包含1,2,3
    PrintList(myList);

    //扩大列表的大小，添加默认值0
    myList.resize(6); // 现在myList包含1,2,3,0,0,0
    PrintList(myList);
    return 0;
}

（4）clear

clear 函数用于清空容器,清空后容器的size为0, 但是头结点(哨兵位)不会被清除。

#include <iostream>
#include <list>
using namespace std;
 
int main()
{
	list<int> lt(5, 2);
	for (auto e : lt)
	{
		cout << e << " ";
	}
	cout << endl; //2 2 2 2 2
	cout << lt.size() << endl; //5
	lt.clear(); //清空容器
	for (auto e : lt)
	{
		cout << e << " ";
	}
	cout << endl; //(无数据)
	cout << lt.size() << endl; //0
	return 0;
}

list 容量的常见访问操作

① front()——访问list头元素

❤front()返回list第一个元素❤

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

int main(){
    list<int> mylist {1,2,3,4,5,6,7,8};
    cout << "初始化后的mylist为： ";
    for(auto num: mylist){
        cout << num<< " ";
    }
    int front = mylist.front(); // 1
    cout << "\nmylist的头元素为: " << front;

    return 0;
}

② back()——访问list尾元素

❤back()返回list第一个元素❤
示例如下：

💻示例代码💻

#include<iostream>
#include<list>

using std::cout;
using std::endl;
using std::list;

int main() {
    list<int> mylist {1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8};
    cout<< "初始化后的mylist为：";
    for (auto num : mylist) {
        cout<< num<< " ";
    }
    int front = mylist.back();  // 8

    cout<< "\nmylist的头元素为："<< front;
}

list 容器的常见修改操作

接口名称	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

① push_back()——添加元素（list尾部)

向list中添加元素，使用push_back()方法，作用是向list尾部添加一个元素。示例如下：

💻示例代码💻

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

int main(){

    list<int> mylist{1,2,3,4};
    cout << "初始化后的mylist为： ";
    for(auto num:mylist){
        cout <<num<<" ";
    }
    //在list尾部插入一个元素8
    mylist.push_back(8);
    cout << "\n尾部插入一个元素后的mylist为： ";
    for(auto num: mylist){
        cout << num << " "; //1 2 3 4 8
    }
    return 0;
}

② pop_back()——移除list元素(尾部)

删除list中的元素，使用pop_back()方法，作用是删除list尾部的一个元素。示例如下：

💻示例代码💻

#include <list>
#include <iostream>
 
using std::cout;
using std::list;
using std::endl;
 
int main() {
    list<int> mylist{1, 2, 3, 4};
    cout << "初始化后的mylist为：";
    for (auto num : mylist) {
        cout << num << " ";
    }
    // 删除mydeue尾部一个元素
    mylist.pop_back();
    cout << "\n尾部删除一个元素后的mylist为：";
    for (auto num : mylist) {
        cout << num << " ";   // 1 2 3
    }
}

③ pop_front()——删除list元素(头部)

删除list中的元素，使用pop_front()方法，作用是删除list头部的一个元素。示例如下：

💻示例代码💻

#include <list>
#include <iostream>
 
using std::cout;
using std::list;
using std::endl;
 
int main() {
    list<int> mylist{1, 2, 3, 4};
    cout << "初始化后的mylist为：";
    for (auto num : mylist) {
        cout << num << " ";
    }
    // 删除mydeue头部一个元素
    mylist.pop_front();
    cout << "\n头部删除一个元素后的mylist为：";
    for (auto num : mylist) {
        cout << num << " ";    // 2 3 4
    }
}

④ push_front()——添加元素（list头部)

向list中添加元素，使用push_front()方法，作用是向list头部添加一个元素。示例如下：

💻示例代码💻

#include <list>
#include <iostream>
 
using std::cout;
using std::list;
using std::endl;
 
int main() {
    list<int> mylist{1, 2, 3, 4};
 
    cout << "初始化后的mylist为：";
    for (auto num : mylist) {
        cout << num << " ";
    }
    // 在list头部插入一个元素8
    mylist.push_front(8);
 
    cout << "\n头部插入一个元素后的mylist为：";
    for (auto num : mylist) {
        cout << num << " ";  // 8 1 2 3 4
    } 
}

⑤ insert()——添加元素（任意位置）

insert共有三种形式：
- insert(iterator, value);
- insert(iterator, num, value);
- insert(iterator, iterator1, iterator2);

用法一：list.insert(iterator,value)

使用insert(iterator,value)方法，作用是向iterator迭代器指向元素的前边添加一个元素value，并返回一个迭代器指向新插入的元素。

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

void PrintList(list<int> l){
    for(auto num : l){
        cout << num << " ";
    }
    cout << endl;
}

int main(){

    list<int> mylist{1,2,3,4};
    cout <<"初始化后的mylist为：";
    PrintList(mylist);
    // it 指向mylist的第二个元素
    list<int>::iterator it = mylist.begin();
    it  ++;

    // 使用insert添加一个元素
    list<int>::iterator itnew = mylist.insert(it,10);
    cout << "\n返回的迭代器指向的元素为: " << *itnew << endl;
    PrintList(mylist);

    return 0;
}

用法二：list.insert(iterator,num,value)

使用insert(iterator,num,value)方法，作用是向iterator迭代器指向元素的前边添加num个元素value，并返回一个迭代器指向新插入的第一个元素.

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

void PrintList(list<int> l){

    for(auto num: l){

        cout << num << " ";
    }
    cout << endl;
}

int main(){

    list<int> mylist{1,2,3,4};
    cout << "初始化后的mylist为： ";
    for(auto num : mylist){
        cout << num << " ";
    }
    // it 指向mylist的第二个元素
    list<int>::iterator it = mylist.begin();
    it ++;
    //使用insert添加2个元素，value为20
    mylist.insert(it, 2, 20);
    PrintList(mylist);

    return 0;
}

用法三：insert(iterator, iterator1, iterator2)

使用insert(iterator, iterator1, iterator2);方法，作用是向iterator迭代器指向元素的前边添加[iterator1,iterator2)之间的元素。

💻示例代码💻

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

void PrintList(list<int> l)
{
    for(auto num: l){
        cout << num << " ";
    }
    cout << endl;
}

int main(){
    list<int> mylist{1,2,3,4};
    cout << "初始化后的mylist为： ";
    // it指向mylist的第二个元素
    list<int>::iterator it = mylist.begin();
    it ++;
    //定义一个辅助list
    list<int> list{20,30,40};
    //it1指向list的第一个元素
    ::list<int>::iterator it1 = list.begin();
    // it2指向list2的最后一个元素后一个位置
    ::list<int>::iterator it2 = list.end();
    // 使用insert在2之前添加[it1,it2]之间的元素
    mylist.insert(it,it1,it2);
    cout << "\n使用insert插入元素后：";
    PrintList(mylist);


    return 0;
}

⑥ erase()——删除元素（任意位置）

❤erase的作用就是根据传入的迭代器删除list中的元素,参数为一个迭代器，只删除迭代器指向的元素；参数为两个迭代器，删除两个迭代器之间的元素❤

erase 共有两种形式：
- list.erase(iterator)
- list.erase(iterator1,iterator2)

用法一：list.erase(iterator)

这种用法会删除迭代器iterator指向的元素。

💻示例代码💻

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

void PrintList(list<int> l){

    for( auto num: l){
        cout << num<< " ";
    }

}

int main(){

    list<int> mylist{1,2,3,4};
    cout <<"初步化后的mylist为：";
    // it指向mylist的第二个元素
    list<int>::iterator it = mylist.begin();
    it ++ ;
    //删除it指向的元素，即2，并返回一个迭代器指向2之后的元素
    list<int>::iterator itnew = mylist.erase(it);
    cout << "\n删除元素后返回的迭代器itnew指向的元素为："<< *itnew;
    cout << "\n使用erase删除元素后：";
    PrintList(mylist);

}

用法二：list.erase(iterator1,iterator2)

这种用法会删除迭代器iterator1指向的元素到iterator2指向元素之间的元素，包括iterator1指向的元素但不包括iterator2指向的元素，即擦除[iterator1,iterator2)。

💻示例代码💻

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

void PrintList(list<int> l){

    for( auto num: l){
        cout << num<< " ";
    }

}

int main(){

    list<int> mylist{1,2,3,4};
    cout << "初始化后的mylist为：";
    PrintList(mylist);

    //it1指向mylist的第2个元素
    list<int>::iterator it1 = mylist.begin();
    it1 ++;
    // it2指向最后一个元素的最后一个位置
    list<int>::iterator it2 = mylist.end();

    // 删除[it1,it2]之间的元素，即删除2,3,4
    mylist.erase(it1,it2);
    cout << "\n使用erase删除元素后：";
    PrintList(mylist);

    return 0;
}

⑦ swap()——交换元素

❤swap的作用就是交换两个list的元素❤

交换两个list的元素，使用 swap()方法， list1.swap(list2),两个list存储的元素类型必须相同，元素个数可以不同。示例如下：

💻示例代码💻

/*交换两个list的元素，使用swap()方法，list1.swap(list2),
  两个list存储的元素类型必须相同，元素个数可以不同。
*/
#include <list>
#include <iostream>
using namespace std;

void PrintList(list<int> l){

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

}

int main(){

    list<int> mylist1{1,11,111,1111};
    list<int> mylist2{2,22,222};
    cout << "初始化后的mylist1为：";
    PrintList(mylist1);

    cout << "初始化后的mylist2为：";
    PrintList(mylist2);
    //交换两个列表的元素·
    mylist1.swap(mylist2);
    //交换后mylist1为：
    cout << "使用swap()交换后mylist1为：";
    PrintList(mylist1);

    cout << "使用swap()交换后mylist1为：";
    PrintList(mylist2);

    return 0;
}

输出：

初始化后的mylist1为：1 11 111 1111 
初始化后的mylist2为：2 22 222 
使用swap()交换后mylist1为：2 22 222 
使用swap()交换后mylist1为：1 11 111 1111

list 容器的常见操作函数

函数声明	接口说明
splice	将元素从列表转移到其它列表
remove	删除具有特定值的元素
remove_if	删除满足条件的元素
unique	删除重复值
sort	容器中的元素排序
merge	合并排序列表
reverse	反转元素的顺序

① splice()——从另一个list中移动元素

 splice 方法用于将另一个 std::list 的元素插入到当前列表的指定位置。示例如下：

splice共有三种形式，分别为：

splice(iterator_pos, otherList) : 将otherList中的所有元素移动到iterator_pos指向元素之前
splice(iterator_pos, otherList, iter1): 从 otherList转移 iter1 指向的元素到当前list。元素被插入到 iterator_pos指向的元素之前。
splice(iterator_pos, otherList, iter_start, iter_end) : 从 otherList转移范围 [iter_start, iter_end) 中的元素到当前列表。元素被插入到 iterator_pos指向的元素之前。

注意：

1. splice 操作不会进行元素的复制或移动，只是修改指针连接，因此效率较高。
2. 在 splice 操作后，被移动的元素将不再属于原始列表。
3. splice 操作后，原始列表和插入列表的大小会相应改变。
4. 插入操作的时间复杂度为 O(1)

💻示例代码💻

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

void PrintList(list<int> l){

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

}

int main(){
    list<int> list1{1,2,3,4,5};
    list<int> list2{10,20,30};
    list<int> list3{1,2,3,4,5};
    list<int> list4{10,20,30};
    list<int> list5{1,2,3,4,5};
    list<int> list6{10,20,30};
    cout << "初始化之后的list1： ";
    PrintList(list1);
    /*
     用法一 : splice(iterator_pos, otherList)
    */
    // 将list2中所有元素插入到list1的第一个位置
    list1.splice(list1.begin(),list2);
    // 输出结果
    cout << "转移list2元素到list1之后的list1： ";
    PrintList(list1);
    cout << "转移list2元素到list1之后的list2： ";
    PrintList(list2);
    /*
        用法二：splice(iterator_pos, otherList, iter1)
     */
    auto it = list3.begin();
    //将迭代器向后移动两个位置，指向第三个元素
    advance(it,2);
    //将list4的第一个元素（10）插入到list3的第三个位置
    list3.splice(it,list4,list4.begin());
    //输出结果
    cout << "转移list4元素到list3之后的list3： ";
    PrintList(list3);
    cout << "转移list4元素到list3之后的list4： ";
    PrintList(list4);
    /*
      用法三：splice(iterator_pos, otherList, iter_start, iter_end)
     */
    auto it2 = list5.begin();
    advance(it2,2);
    list5.splice(it2,list6,list6.begin(),list6.end());
    cout << "转移list6元素到list5之后的list5： ";
    PrintList(list5);
    cout << "转移list6元素到list5之后的list6： ";
    PrintList(list6);

    return 0;
}

运行结果：

初始化之后的list1： 1 2 3 4 5 
转移list2元素到list1之后的list1： 10 20 30 1 2 3 4 5 
转移list2元素到list1之后的list2： 
转移list4元素到list3之后的list3： 1 2 10 3 4 5 
转移list4元素到list3之后的list4： 20 30 
转移list6元素到list5之后的list5： 1 2 10 20 30 3 4 5 
转移list6元素到list5之后的list6：

② remove()——移除特定值的元素

std::list 的 remove 方法用于从列表中移除与指定值相等的元素。示例如下：

#include <iostream>
#include <list>

int main() {
    std::list<int> mylist {1, 2, 3, 4, 5};
    // 移除列表中所有值为2的元素
    mylist.remove(2);
    std::cout << "移除之后的mylist: ";
    for (const auto& element : mylist) {
        std::cout << element << " ";
    }
    std::cout << std::endl;
    return 0;
}

③ remove_if()——移除满足特定标准的元素

使用方式：remove_if(func)

使用 remove_if 方法可以从 mylist 中移除所有满足函数func的元素，下边的例子中定义了一个函数isEven()，判断一个数字是否为偶数。示例如下：

💻示例代码💻

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

bool isEven(int n){
    return n % 2 == 0;
}
int main(){

    list<int> mylist{1,2,3,4,5};
    // 一处列表中所有满足 isEven 的元素（偶数）

    mylist.remove_if(isEven);
    cout << "移除之后的mylist: ";

    for(const auto& element : mylist){
        cout << element << " ";
    }
    cout << endl;

    return 0;
}

📄输出📄

移除之后的mylist: 1 3 5

④ unique()——删除连续的重复元素

unique()方法用于移除链表中相邻且重复的元素，仅保留一个副本。示例如下：

💻示例代码💻

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

int main(){

    list<int> mylist{1,2,2,3,3,4,5,5,5};
    cout << "初始化后的list为： ";
    for(auto i: mylist){
        cout << i << " ";
    }
    cout << endl;
    mylist.unique();
    cout << "执行unique后的list为： ";
    for (auto i: mylist){
        cout << i << " ";
    }
    cout << endl;

    return 0;
}

运行结果：

初始化后的list为： 1 2 2 3 3 4 5 5 5 
执行unique后的list为： 1 2 3 4 5

⑤ sort()——对元素进行排序

sort()方法用于对链表中的元素进行排序。默认情况下，它按升序对元素进行排序，使用元素类型的 < 运算符进行比较。示例如下：

💻示例代码💻

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

void PrintList(list<int> l){

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

int main(){

    list<int> mylist{5,0,3,2,4,1};
    cout << "初始化后的list为 ";
    PrintList(mylist);
    mylist.sort();
    cout << "经过sort排序后的list为：";
    PrintList(mylist);

    return 0;
}

运行结果：

初始化后的list为 5 0 3 2 4 1 
经过sort排序后的list为：0 1 2 3 4 5

⑥ merge()——合并list

将两个已排序的列表合并成一个有序的列表。merge()方法将另一个列表的元素插入到调用方法的列表中，并保持排序顺序。示例如下：

注意：merge()方法只能用于已排序的list。如果list未排序，则合并的结果将是不正确的。

💻示例代码💻

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

void PrintList(list<int> l){

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

int main(){
    list<int> list1{1,3,5};
    list<int> list2{2,4,6};
    cout << "初始化后的list1为： ";
    PrintList(list1);
    cout << "初始化后的list2为： ";
    PrintList(list2);
    //将list2合并到list1中
    list1.merge(list2);
    // 输出合并后的列表
    cout << "合并后的list1为： ";
    PrintList(list1);
    return 0;
}

运行结果：

初始化后的list1为： 1 3 5 
初始化后的list2为： 2 4 6 
合并后的list1为： 1 2 3 4 5 6

⑦ reverse()——将该链表的所有元素的顺序反转【C++11】

reverse()方法用于反转链表中元素的顺序，即将链表中的第一个元素变为最后一个元素，第二个元素变为倒数第二个元素，以此类推。示例如下：

💻示例代码💻

#include <iostream>
#include <list>

using namespace std;

void PrintList(list<int> l){

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

int main(){

    list<int> mylist{1,2,0,3,4,5};
    cout <<"初始化list为：";
    PrintList(mylist);
    mylist.reverse();
    cout <<"Reverse后的list为：";
    PrintList(mylist);


    return 0;
}

代码运行结果：

初始化list为：1 2 0 3 4 5 
Reverse后的list为：5 4 3 0 2 1

⑧ assign()——将值赋给容器

assign()方法用于将链表中的元素替换为新的元素序列。它可以接受不同形式的参数，提供了两种重载形式。

第一种形式接受迭代器范围作为参数，用于将另一个容器或数组中的元素复制到链表中。它会将链表清空，并将指定范围内的元素复制到链表中。void assign(InputIterator first,InputIteratorlast);
第二种形式接受一个元素数量和一个值作为参数，用于将指定数量的相同值的元素分配给链表。它会将链表清空，并将指定数量的元素赋值为指定的值。void assign(size_type count, const T& value);

💻示例代码💻

#include <iostream>
#include <vector>
#include <list>

int main() {
    std::list<int> myList;
    // 使用迭代器范围进行分配
    std::vector<int> numbers = {1, 2, 3, 4, 5};
    myList.assign(numbers.begin(), numbers.end());
    std::cout << "第一次执行assign之后的list为: ";
    for (auto i : myList) {
        std::cout << i << " ";
    }
    std::cout << std::endl;
    // 使用元素数量和值进行分配
    myList.assign(3, 100);
    std::cout << "第二次执行assign之后的list为: ";
    for (auto i : myList) {
        std::cout << i << " ";
    }
    std::cout << std::endl;
    return 0;
}

运行结果:

第一次执行assign之后的list为: 1 2 3 4 5
第二次执行assign之后的list为: 100 100 100

五、vector 与 list 的对比

对比	vector	list
底层结构	动态顺序表，连续空间	带头结点的双向循环链表
访问	支持随机访问，首地址+下标	不能随机访问，可通过find查找，访问随即元素时间复杂度O(N)
插入删除	任意位置插入和删除效率低，需要搬移元素，时间复杂度为O(N)，插入时有可能需要增容，增容：开辟新空间，拷贝元素，释放旧空间，导致效率更低	任意位置插入和删除效率高，不需要搬移元素，时间复杂度为O(1)
空间利用率	底层为连续空间，不容易造成内存碎片，空间利用率较高，缓存利用率高。可以一次将一个数据附近的空间都加载到缓存，不用频繁地从内存读取数据	底层节点动态开辟，容易造成内存碎片，空间利用率低，缓存利用率低
迭代器	原生态指针	对指针进行了封装
迭代器失效	容量相关的操作都有可能导致迭代器失效，如插入引起的扩容，删除元素等	插入元素不会导致迭代器失效，删除节点会导致，且只影响当前迭代器，其他迭代器不受影响
使用场景	不关心插入和删除效率，支持随机访问	大量插入和删除操作，不关心随机访问的场景