9、list 容器
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。
9.1 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>
#include <list>using namespace std;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;
}
9.2 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>
#include <list>
using namespace std;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;
}
9.3 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// 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); // 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。
resize(num, elem);
#include <iostream>
#include <list>
using namespace std;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
9.4 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>
#include <list>
using namespace std;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
9.5 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>
#include <list>
using namespace std;
//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
9.6 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>
#include <list>
using namespace std;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();printList(L);L.sort(myCompare);printList(L);
}
int main() {test01();system("pause");return 0;
}
总结:
- 反转 — reverse
- 排序 — sort (成员函数)
9.7 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>
#include <list>
using namespace std;class Person {
public:Person(string name, int age, int height) {this->m_name = name;this->m_age = age;this->m_height = height;}
public:string m_name;int m_age;int m_height;
};bool Compareperson(Person& p1, Person& p2) {if (p1.m_age == p2.m_age) {return p1.m_height > p2.m_height;}else {return p1.m_age < p2.m_age;}
}void test01() {list<Person> L;Person p1("刘备",35,175);Person p2("曹操", 45, 180);Person p3("马超", 25, 190);Person p4("赵云", 35, 180);Person p5("张飞", 30, 200);L.push_back(p1);L.push_back(p2);L.push_back(p3);L.push_back(p4);L.push_back(p5);for (list<Person>::iterator it = L.begin(); it != L.end(); ++it) {cout << "姓名:" << it->m_name << " 年龄:" << (*it).m_age << " 身高:" << (*it).m_height << endl;}cout << "---------------------------" << endl;L.sort(Compareperson);for (list<Person>::iterator it = L.begin(); it != L.end(); ++it) {cout << "姓名:" << it->m_name << " 年龄:" << it->m_age << " 身高:" << it->m_height << endl;}
}int main() {test01();system("pause");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在进行一次逻辑规则指定,并不复杂