【c++】STL常用容器5—list容器

news2025/1/11 22:39:42

文章目录

  • list基本概念
  • list构造函数
  • list赋值和交换
  • list大小操作
  • list插入和删除
  • list数据存取
  • list反转和排序

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。
在这里插入图片描述

STL中的链表是一个双向循环链表。
在这里插入图片描述

优点：
1、采用动态存储分配，不会造成内存浪费和溢出；
2、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。
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。

list构造函数

作用：创建list容器。

函数原型：

list<T> lst;//list采用模板类实现对象的默认构造函数形式
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 test()
{
	//创建list容器
	list<int> L1;//默认构造

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

	//遍历容器
	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elem
	list<int>L4(10, 100);
	printList(L4);
}

int main()
{
	test();
	system("pause");
	return 0;
}

总结：list构造方式同其它几个STL常用容器。

list赋值和交换

作用：给list容器进行赋值，以及交换list容器。

赋值函数原型：

assign(beg,end);//将[beg,end)区间中的数据考别赋值给本身
assign(n,elem);//将n个elem拷贝赋值给本身

交换函数原型：

list& operator=(const list& lst);//重载等号操作符
swap(list);//将list与本身的元素交换

#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;
}

//赋值
void test01()
{
	//创建list容器
	list<int> L1;//默认构造

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

	//遍历容器
	printList(L1);

	list<int> L2;
	L2 = L1;//operator=赋值
	printList(L2);

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

	list<int> L4;
	L4.assign(5, 100);
	printList(L4);
}

//交换
void test02()
{
	list<int> L1;

	L1.push_back(10);
	L1.push_back(20);
	L1.push_back(30);
	L1.push_back(40);

	list<int> L2;
	L2.assign(5, 100);

	cout << "交换前：" << endl;
	printList(L1);
	printList(L2);

	L1.swap(L2);
	cout << "交换前：" << endl;
	printList(L1);
	printList(L2);
}

int main()
{
	test01();
	test02();
	system("pause");
	return 0;
}

list大小操作

作用：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;
}

//赋值
void test01()
{
	//创建list容器
	list<int> L1;

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

	//遍历容器
	printList(L1);

	//判断容器是否为空
	if (L1.empty())
	{
		cout << "L1为空" << endl;
	}
	else
	{
		cout << "L1不为空" << endl;
		cout << "L1的元素个数为：" << L1.size() << endl;//4
	}

	//重新指定大小
	L1.resize(10, 9);
	printList(L1);//10 20 30 40 9 9 9 9 9 9

	L1.resize(2);
	printList(L1);//10 20
}

int main()
{
	test01();
	system("pause");
	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

list插入和删除

作用：对list容器进行数据的插入和删除。

插入函数原型：

push_back(elem);//在容器尾部加入一个元素
push_front(elem);//在容器开头插入一个元素
insert(pos,elem);//在pos位置插入elem元素的拷贝，返回新数据的位置
insert(pos,n,elm);//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

删除函数原型：

pop_back();//删除容器中最后一个元素
pop_front();//删除容器中第一个元素
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()
{
	//创建list容器
	list<int> L;

	//尾插
	L.push_back(10);
	L.push_back(20);
	L.push_back(30);

	//头插
	L.push_front(1);
	L.push_front(2);
	L.push_front(3);

	//遍历容器
	printList(L);//3 2 1 10 20 30

	//尾删
	L.pop_back();
	printList(L);//3 2 1 10 20

	//头删
	L.pop_front();
	printList(L);//2 1 10 20

	//insert插入
	L.insert(L.begin(), 1000);
	printList(L);//1000 2 1 10 20

	list<int>::iterator it = L.begin();
	L.insert(++it, 2000);
	printList(L);//1000 2000 2 1 10 20

	//删除
	it = L.begin();
	L.erase(it);
	printList(L);//2000 2 1 10 20

	//移除
	L.push_back(10000);
	L.push_back(10000);
	printList(L);//2000 2 1 10 20 10000 10000

	L.remove(10000);
	printList(L);//2000 2 1 10 20

	//清空
	L.clear();
	printList(L);
}

int main()
{
	test01();
	system("pause");
	return 0;
}

总结：
尾插 — push_back
头插 — push_front
插入 — insert
尾删 — pop_back
头删 — pop_front
删除 — remove
移除 — remove
清空 — clear

list数据存取

作用：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

list容器中不可以通过[]或者at方式访问数据
原因是list本质链表，不是用连续性空间存储数据，迭代器也是不支持随机访问的

#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;

	L.push_back(10);
	L.push_back(20);
	L.push_back(30);
	L.push_back(40);

	//遍历容器
	printList(L);

	//L[0] 不可以用[]访问list容器中的元素
	//L.at(0) 不可用at方式访问list容器中的元素
	//原因是list本质链表，不是用连续性空间存储数据，迭代器也是不支持随机访问的

	//验证迭代器是不支持随机访问的
	list<int>::iterator it = L.begin();
	it++;//支持双向
	it--;
	//it = it + 1;//错误，不支持随机访问
}

int main()
{
	test01();
	system("pause");
	return 0;
}

list反转和排序

作用：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

所有不支持随机访问迭代器的容器，不可以用标准算法;
不支持随机分迭代器的容器，内部会提供对应一些算法.

#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;
}

//反转
void test01()
{
	list<int> L;

	L.push_back(10);
	L.push_back(70);
	L.push_back(50);
	L.push_back(30);

	//遍历容器
	cout << "反转前：" << endl;
	printList(L);//10 70 50 30

	//反转
	cout << "反转后：" << endl;
	L.reverse();
	printList(L);//30 50 70 10
}

bool mycompare(int v1, int v2)
{
	//降序 就让第一个数大于第二个数
	return v1 > v2;
}

//排序
void test02()
{
	list<int> L;

	L.push_back(10);
	L.push_back(70);
	L.push_back(50);
	L.push_back(30);

	//遍历容器
	cout << "排序前：" << endl;
	printList(L);//10 70 50 30

	//所有不支持随机访问迭代器的容器，不可以用标准算法
	//不支持随机分迭代器的容器，内部会提供对应一些算法
	//sort(L.begin(), L.end());

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

	L.sort(mycompare);//指定规则 从大到小 降序
	printList(L);
}

int main()
{
	test01();
	test02();
	system("pause");
	return 0;
}

总结：
反转 — reverse
排序 — sort

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