C++STL（queue和list）

3.6 queue 容器

3.6.1 queue 基本概念

概念：Queue是一种先进先出(First In First Out,FIFO)的数据结构，它有两个出口

  • 队列容器允许从一端新增元素，从另一端移除元素
  • 队列中只有队头和队尾才可以被外界使用，因此队列不允许有遍历行为
  • 队列中进数据称为 --- 入队   `push`
  • 队列中出数据称为 --- 出队   `pop`

3.6.2 queue 常用接口

功能描述：栈容器常用的对外接口

构造函数：

  • - `queue<T> que;`                                 //queue采用模板类实现，queue对象的默认构造形式
  • - `queue(const queue &que);`            //拷贝构造函数

赋值操作：

  • - `queue& operator=(const queue &que);`           //重载等号操作符

数据存取：

  • - `push(elem);`                             //往队尾添加元素
  • - `pop();`                                      //从队头移除第一个元素
  • - `back();`                                    //返回最后一个元素
  • - `front(); `                                  //返回第一个元素

大小操作：

  • - `empty();`            //判断堆栈是否为空
  • - `size(); `              //返回栈的大小

代码示例：

#include <queue>
#include <string>
class Person{
public:Person(string name, int age){this->m_Name = name;this->m_Age = age;}string m_Name;int m_Age;
};void test01() {//创建队列queue<Person> q;//准备数据Person p1("唐僧", 30);Person p2("孙悟空", 1000);Person p3("猪八戒", 900);Person p4("沙僧", 800);//向队列中添加元素  入队操作q.push(p1);q.push(p2);q.push(p3);q.push(p4);//队列不提供迭代器，更不支持随机访问	while (!q.empty()) {//输出队头元素cout << "队头元素-- 姓名： " << q.front().m_Name << " 年龄： "<< q.front().m_Age << endl;cout << "队尾元素-- 姓名： " << q.back().m_Name  << " 年龄： " << q.back().m_Age << endl;cout << endl;//弹出队头元素q.pop();}cout << "队列大小为：" << q.size() << endl;
}int main() {test01();system("pause");return 0;
}

总结：

  • - 入队   --- push
  • - 出队   --- pop
  • - 返回队头元素   --- front
  • - 返回队尾元素   --- back
  • - 判断队是否为空   --- empty
  • - 返回队列大小   --- size

3.7 list容器

3.7.1 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

        STL中的链表是一个双向循环链表，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

3.7.2  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。

代码示例：

#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;L1.push_back(10);L1.push_back(20);L1.push_back(30);L1.push_back(40);printList(L1);list<int>L2(L1.begin(),L1.end());printList(L2);list<int>L3(L2);printList(L3);list<int>L4(10, 1000);printList(L4);
}int main() {test01();system("pause");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

3.7.3 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 <list>void printList(const list<int>& L) {for (list<int>::const_iterator it = L.begin(); it != L.end(); it++) {cout << *it << " ";}cout << endl;
}//赋值和交换
void test01(){list<int>L1;L1.push_back(10);L1.push_back(20);L1.push_back(30);L1.push_back(40);printList(L1);//赋值list<int>L2;L2 = L1;printList(L2);list<int>L3;L3.assign(L2.begin(), L2.end());printList(L3);list<int>L4;L4.assign(10, 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(10, 100);cout << "交换前： " << endl;printList(L1);printList(L2);cout << endl;L1.swap(L2);cout << "交换后： " << endl;printList(L1);printList(L2);}int main() {//test01();test02();system("pause");return 0;
}

总结：list赋值和交换操作能够灵活运用即可

3.7.4 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。

代码示例：

#include <list>void printList(const list<int>& L) {for (list<int>::const_iterator it = L.begin(); it != L.end(); it++) {cout << *it << " ";}cout << endl;
}//大小操作
void test01(){list<int>L1;L1.push_back(10);L1.push_back(20);L1.push_back(30);L1.push_back(40);if (L1.empty()){cout << "L1为空" << endl;}else{cout << "L1不为空" << endl;cout << "L1的大小为： " << L1.size() << endl;}//重新指定大小L1.resize(10);printList(L1);L1.resize(2);printList(L1);
}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

3.7.5 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 <list>void printList(const list<int>& L) {for (list<int>::const_iterator it = L.begin(); it != L.end(); it++) {cout << *it << " ";}cout << endl;
}//插入和删除
void test01(){list<int> L;//尾插L.push_back(10);L.push_back(20);L.push_back(30);//头插L.push_front(100);L.push_front(200);L.push_front(300);printList(L);//尾删L.pop_back();printList(L);//头删L.pop_front();printList(L);//插入list<int>::iterator it = L.begin();L.insert(++it, 1000);printList(L);//删除it = L.begin();L.erase(++it);printList(L);//移除L.push_back(10000);L.push_back(10000);L.push_back(10000);printList(L);L.remove(10000);printList(L);//清空L.clear();printList(L);
}int main() {test01();system("pause");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

3.7.6 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。

代码示例：

#include <list>//数据存取
void test01(){list<int>L1;L1.push_back(10);L1.push_back(20);L1.push_back(30);L1.push_back(40);//cout << L1.at(0) << endl;//错误 不支持at访问数据//cout << L1[0] << endl; //错误  不支持[]方式访问数据cout << "第一个元素为： " << L1.front() << endl;cout << "最后一个元素为： " << L1.back() << endl;//list容器的迭代器是双向迭代器，不支持随机访问list<int>::iterator it = L1.begin();//it = it + 1;//错误，不可以跳跃访问，即使是+1
}int main() {test01();system("pause");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

3.7.7 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
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 val1 , int val2){return val1 > val2;
}//反转和排序
void test01(){list<int> L;L.push_back(90);L.push_back(30);L.push_back(20);L.push_back(70);printList(L);//反转容器的元素L.reverse();printList(L);//排序L.sort(); //默认的排序规则 从小到大printList(L);L.sort(myCompare); //指定规则，从大到小printList(L);
}int main() {test01();system("pause");return 0;
}

总结：

  • 反转   --- reverse
  • 排序   --- sort （成员函数）

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