C++初阶学习第十一弹——探索STL奥秘(六)——深度刨析list的用法和核心点

前言:


在前面,我们已经学习了STL中的string和vector,现在就来讲解STL中的最后一个部分——list的使用及其相关知识点,先说明一点,因为我们之前已经讲过了string和vector的接口函数等用法,list的这些用法与它们相差不大,所以我们讲解的重心就不再是如何使用list上,而是后面list的模拟实现和一些细节点

目录

一、list的使用

1.1 list的简单接口函数

1.2 list的注意事项

二、list的模拟实现

三、list和vector的区别

四、总结


一、list的使用

1.1 list的简单接口函数

首先我们需要先明确list的底部实际上是类似一个带头双向链表的,结构如下图所示:

因此list非常便于插入和删除数据,下面我们就先来看一下list的一些重要的接口函数

初始化列表:

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

通过迭代器访问元素:

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

在链表尾部插入元素:

myList.push_back(6);

在链表头部插入元素:

myList.push_front(0);

删除元素:

myList.remove(3); // 删除值为3的元素
myList.erase(it); // 删除迭代器指向的元素

排序链表:

myList.sort();

反转链表:

myList.reverse();

上面这些就是list经常使用的一些接口函数,没啥难度,有不理解的地方可以私信我或者到网上搜一下

1.2 list的注意事项

  • 迭代器失效: 在list进行插入和删除操作时,不仅操作的元素所在的迭代器会失效,所有指向链表的迭代器、指针和引用都会失效。因此,在进行操作后,需要重新获取有效的迭代器。(vector的使用也要注意这个问题)
  • 内存效率: list的内存效率相对较高,因为它不需要像数组那样连续分配内存,但是它的插入和删除操作的时间复杂度为O(1),这是因为链表的每个元素都需要存储指向前后节点的指针。
  • 没有容量概念: list没有容量(capacity)这个概念,它总是根据需要动态分配内存。
  • 元素唯一性: list中的元素是不重复的,如果尝试插入已经存在的元素,该元素将被覆盖。
  • 操作顺序: 由于list是双向链表,因此插入和删除操作会保持元素的相对顺序,即元素在链表中的位置不会改变。

使用list时,应该根据具体需求选择合适的操作,并注意迭代器的管理,以确保程序的正确性。

特别强调一下迭代器失效的问题,list的迭代器失效问题一般只有在删除元素的时候会出现,因为它插入数据的时候都是开辟的新空间,不同数据之间一般不是连接在一起的

二、list的模拟实现

list的模拟实现上与前面的vector和string也极为相似,这里我们主要想讲一下list的迭代器的模拟实现,首先我们要知道,因为我们期待迭代器能像指针那样发挥作用,所以它的模拟实现需要包含以下几点:

1. 指针可以解引用,迭代器的类中必须重载operator*()

2. 指针可以通过->访问其所指空间成员,迭代器类中必须重载oprator->()

3. 指针可以++向后移动,迭代器类中必须重载operator++()与operator++(int)

至于operator--()/operator--(int)释放需要重载,根据具体的结构来抉择,双向链表可以向前 移动,所以需要重载,如果是forward_list就不需要重载--

4. 迭代器需要进行是否相等的比较,因此还需要重载operator==()与operator!=()

list迭代器也要分为两种:正向迭代器和反向迭代器

因为list正反向迭代器的应用都要实现,所以还是比较麻烦的,下面我们直接来看一下实现

#include <iostream>
using namespace std;
#include <assert.h>
namespace zda
{// List的节点类template<class T>struct ListNode{ListNode(const T& val = T()): _prev(nullptr), _next(nullptr), _val(val){}ListNode<T>* _prev;ListNode<T>* _next;T _val;};//正向迭代器template<class T, class Ref, class Ptr>class ListIterator{typedef ListNode<T> Node;typedef ListIterator<T, Ref, Ptr> Self;// Ref 和 Ptr 类型需要重定义下,实现反向迭代器时需要用到public:typedef Ref Ref;typedef Ptr Ptr;public://// 构造ListIterator(Node* node = nullptr): _node(node){}//// 具有指针类似行为Ref operator*(){return _node->_val;}Ptr operator->(){return &(operator*());}// 迭代器支持移动Self& operator++(){_node = _node->_next;return *this;}Self operator++(int){Self temp(*this);_node = _node->_next;return temp;}Self& operator--(){_node = _node->_prev;return *this;}Self operator--(int){Self temp(*this);_node = _node->_prev;return temp;}// 迭代器支持比较bool operator!=(const Self& l)const{return _node != l._node;}bool operator==(const Self& l)const{return _node != l._node;}Node* _node;};//反向迭代器template<class Iterator>class ReverseListIterator{public:typedef typename Iterator::Ref Ref;typedef typename Iterator::Ptr Ptr;typedef ReverseListIterator<Iterator> Self;public:// 构造ReverseListIterator(Iterator it): _it(it){}// 具有指针类似行为Ref operator*(){Iterator temp(_it);--temp;return *temp;}Ptr operator->(){return &(operator*());}// 迭代器支持移动Self& operator++(){--_it;return *this;}Self operator++(int){Self temp(*this);--_it;return temp;}Self& operator--(){++_it;return *this;}Self operator--(int){Self temp(*this);++_it;return temp;}// 迭代器支持比较bool operator!=(const Self& l)const{return _it != l._it;}bool operator==(const Self& l)const{return _it != l._it;}Iterator _it;};
}

三、list和vector的区别

1、任意位置插入删除时:list可以随意插入删除,但是vector任意位置的插入删除效率低,需要挪动元素,尤其是插入时有时候需要异地扩容,就需要开辟新空间,拷贝元素,释放旧空间,效率很低

2、访问元素时:vector支持随机访问,但是list不支持随机访问
3、迭代器的使用上:vector可以使用原生指针,但是list需要对原生指针进行封装
4、空间利用上:vector使用的是一个连续的空间,空间利用率高,而list使用的是零碎的空间,空间利用率低

四、总结

以上就是学习list的一些重点内容和基本操作,这些内容当然是不全的,剩下有很多内容需要自己再去学习一下,后期我也会有针对的再加一些内容进来
感谢大佬观看,创作不易,还请各位大佬一键三连!!!

本文来自互联网用户投稿,该文观点仅代表作者本人,不代表本站立场。本站仅提供信息存储空间服务,不拥有所有权,不承担相关法律责任。如若转载,请注明出处:http://www.mzph.cn/diannao/23855.shtml

如若内容造成侵权/违法违规/事实不符,请联系多彩编程网进行投诉反馈email:809451989@qq.com,一经查实,立即删除!

相关文章

python_将二维列表转换成HTML格式_邮件相关

python_将二维列表转换成HTML_邮件相关 data[["理想","2"],["理想2","3"]]def list_to_html_table(data):"""将二维列表转换为HTML表格格式的字符串。参数:data -- 二维列表&#xff0c;表示表格的数据。返回:一个字符…

vue2 集成element 步骤

要在Vue2中集成Element UI&#xff0c;可以按照以下步骤进行操作&#xff1a; 安装Element UI库&#xff1a; 在项目的根目录下使用以下命令安装Element UI&#xff1a; npm install element-ui --save在main.js中引入Element UI库&#xff1a; 在项目的src/main.js文件中添加以…

3-Maven-plugins配置

3-Maven-plugins配置 plugins的作用是定义 Maven 插件&#xff0c; plugins 主要用于扩展 Maven 的功能&#xff0c;帮助开发人员更方便地构建、打包、发布项目。插件可以通过 Maven 的插件中心或者自己构建的私有仓库来使用&#xff0c;能在构建过程中执行特定的任务&#xf…

美财长耶伦警告:金融行业广泛应用AI带来潜在“重大风险”

内容概述 耶伦承认&#xff0c;人工智能用在金融领域可降低交易成本、提高效率、检测欺诈和增加服务可及性&#xff0c;但也伴随风险。AI模型的复杂性和不透明度、供应商高度集中、产生数据缺陷或偏见等AI相关风险&#xff0c;已成为美国金融监管机构的首要议题。 6月6日周四&…

2024年全国青少信息素养大赛图形化编程挑战赛集训第一天编程题分享

大家如果不想阅读前边的比赛内容介绍,可以直接跳过:拉到底部看集训第一天题目 (一)比赛内容: 【小学低年级组】 1、图形化编程软件的使用:熟悉图形化编程软件中舞台区、角色列表区、功能区、脚本编 -3- 辑区的功能及使用。 2、基础功能模块的使用: a.运动模块:角…

Spring Boot 开发 -- 集成 Prometheus 进行高效监控

引言 随着微服务架构的流行&#xff0c;对服务的监控和管理变得尤为重要。Prometheus作为一个开源的监控和告警工具&#xff0c;以其强大的数据采集、存储和查询能力&#xff0c;受到了众多开发者的青睐。Spring Boot作为Java领域快速构建微服务的框架&#xff0c;与Prometheu…

linux c 求取MD5 转char 输出

要将MD5摘要转换为可打印的十六进制字符串&#xff08;char数组&#xff09;&#xff0c;可以使用sprintf函数来实现。以下是修改后的代码&#xff1a; #include <stdio.h> #include <stdlib.h> #include <string.h> #include <openssl/md5.h>void ca…

单轮对话和多轮对话

参考&#xff1a;数据集对应关系说明 - 千帆大模型平台 | 百度智能云文档 (baidu.com) 什么是单轮对话 单轮对话和多轮对话是两种不同的对话形式&#xff0c;它们分别指的是在一次对话中只涉及一个问题和对应的回答&#xff0c;以及在一次对话中涉及多个问题和对应的回答。 …

暑假打工兼职首选——千行赏金

考虑暑假打工兼职该怎么选&#xff1f;加入千行赏金这样的平台确实是一个值得考虑的选择。以下是一些关于此问题的分析&#xff1a; 首先&#xff0c;暑假打工兼职的好处是显而易见的。它不仅可以为学生提供一定的经济收入&#xff0c;减轻家庭的经济负担&#xff0c;还可以帮…

【教程】从0开始搭建大语言模型:文本预处理

从0开始搭建大语言模型&#xff1a;文本预处理 参考仓库&#xff1a;LLMs-from-scratch 理解Word embedding 深度神经网络模型&#xff0c;包括LLM&#xff0c;不能直接处理原始文本&#xff0c;因此需要一种方法将它转换为连续值的向量&#xff0c;也就是embedding。如下图…

深入理解 Spring Boot 启动原理

本文将从以下几个方面进行详细阐述&#xff1a; Spring Boot 启动过程概述BeanFactory 初始化Bean 的实例化和依赖注入Aware 接口的设置Bean 的初始化单例 Bean 的后处理Spring 启动后的后处理启动 HTTP 流量入口 一、Spring Boot 启动过程概述 Spring Boot 的启动过程可以分…

长轮询之websocket

官方文档 背景 WebSocket 是一种在单个 TCP 连接上进行全双工通信的协议,它是为了解决 HTTP 协议存在的一些问题而产生的。WebSocket 的产生背景主要包括以下几点: HTTP 协议的局限性 HTTP 协议是一种请求-响应模型,客户端发起请求,服务端返回响应。这种模型存在一些问题,如…

等级保护测评与风险评估:构建网络安全的双重保障

# 等级保护测评与风险评估&#xff1a;构建网络安全的双重保障 在网络信息技术飞速发展的今天&#xff0c;网络安全问题日益成为社会关注的焦点。等级保护测评和风险评估作为网络安全管理的两个重要环节&#xff0c;对于确保信息系统的安全稳定运行具有重要意义。本文将探讨等级…

Stage #15深度解析:十六进制编码在XSS绕过中的应用

Stage #15深度解析&#xff1a;十六进制编码在XSS绕过中的应用 在网络安全领域&#xff0c;跨站脚本攻击&#xff08;XSS&#xff09;是一种常见的网络攻击手段。随着Web应用安全防护措施的不断完善&#xff0c;攻击者需要更高级的技术来绕过这些防护。本文将详细介绍如何利用…

1782java英语陪学记词系统Myeclipse开发mysql数据库web结构java编程计算机网页项目

一、源码特点 java英语陪学记词系统 是一套完善的web设计系统&#xff0c;对理解JSP java编程开发语言有帮助采用了java设计&#xff0c;系统具有完整的源代码和数据库&#xff0c;系统采用web模式&#xff0c;系统主要采用B/S模式开发。开发环境为TOMCAT7.0,Myeclipse8.5开发&…

AI大底座核心平台:百度百舸AI异构计算平台(AI IaaS)与AI中台(AI PaaS)

AI大底座正是整合了以上端到端全要素技术能力&#xff0c;将基础架构IaaS与应用平台PaaS能力深度融合&#xff0c;面向企业和产业AI生 产与应用的全生命周期提供完整解决方案。 百舸AI异构计算平台是AI IaaS层的核心平台&#xff0c;包括AI计算、AI存储、AI加速、AI容器四层套件…

win磁盘映射到linux

有时虚拟机磁盘不够或文件想存在本地但使用linux环境&#xff0c;可以使用磁盘映射 1.windows磁盘映射&#xff0c;指定文件win_share进行文件共享&#xff0c;右键属性共享 2.linux 新建映射目录win_share 3.在linux进行挂载 sudo mount -t cifs //win7ip地址/win_share /hom…

【k8s的三种探针】

一、探针类型 作用&#xff1a;容器内应用的监测机制&#xff0c;根据不同的探针来判断容器应用当前的状态。 k8s 有三种类型的探针&#xff1a;StartupProbe(启动探针)、LivenessProbe(存活探针)、ReadinessProbe(就绪探针)。它们可以同时存在&#xff0c;但如果有StartupPro…

shell(一)

shell 既是脚本语言又是应用程序 查看自己linux系统的默认解析&#xff1a;echo $SHELL 创建第一个shell 文件 touch 01.sh编辑 vi 01.sh01.sh 文件内容 #!/bin/bash echo felicia保存 按Esc 然后输入:wq 定义以开头&#xff1a;#!/bin/bash #!用来声明脚本由什么shell解释…

idea maven 执行 控制台乱码

这是没加出现的问题 上方案