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容器特性
list
容器特性
使用场景
构造函数
默认构造函数
填充构造函数
范围构造函数
复制构造函数
大小函数
函数：size
函数：empty
函数：max_size
增加函数
函数：push_back
函数：push_front
函数：insert
函数：emplace_back
函数：emplace_front
函数：emplace
删除函数
函数：erase
函数：remove
函数：remove_if
函数：clear()
修改函数
使用迭代器
容器特性
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list
- C++中的list容器是一个序列容器，它允许在任何位置进行快速的插入和删除操作。list容器底层实现为一个双向链表，因此，它可以高效地进行双向遍历。
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容器特性
- 双向链表实现：list的双向链表结构使得它可以从两个方向遍历。
- 数据非连续存储：由于是链表实现，list容器中的元素在内存中是非连续存储的。
- 动态大小：与数组相比，list的大小可以根据需要动态增长或缩减。
- 快速插入和删除：可以在任何位置快速插入或删除元素。
- 不支持随机访问：与向量(vector)不同，list不支持随机访问，即不能使用下标访问元素。
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使用场景
- 需要频繁插入和删除元素的场景：当应用需要在数据的任何位置频繁添加或删除元素时，list容器提供了高效的支持。
- 不需要随机访问元素的场景：如果不需要通过下标直接访问元素，而是通过遍历来处理元素，list是一个好选择。
- 需要双向遍历的场景：由于list支持双向遍历，它适合于那些需要从两个方向遍历数据的应用。
- 性能敏感的插入删除操作：在性能要求特别高的情况下，插入和删除操作的开销比连续内存的数据结构（如vector或array）小得多。
构造函数
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默认构造函数
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函数：默认构造函数
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用途：创建一个空的 std::list 容器。
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语法：std::list<T> obj;
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返回值：无
#include <list> #include <iostream>int main() {std::list<int> myList;std::cout << "Size of the list: " << myList.size() << std::endl;return 0; }
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填充构造函数
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函数：填充构造函数
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用途：创建一个含有n个相同元素的 std::list 容器。
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语法：std::list<T> obj(n, value);
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返回值：无
#include <list> #include <iostream>int main() {std::list<int> myList(4, 100);for (int val : myList) std::cout << val << " ";return 0; }
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范围构造函数
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函数：范围构造函数
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用途：根据给定范围创建一个新的 std::list 容器。
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语法：std::list<T> obj(first, last);
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返回值：无
#include <list> #include <iostream> #include <vector>int main() {std::vector<int> vec = {1, 2, 3, 4};std::list<int> myList(vec.begin(), vec.end());for (int val : myList) std::cout << val << " ";return 0; }
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复制构造函数
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函数：复制构造函数
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用途：创建一个新的 std::list 容器，它是现有同类型 std::list 容器的副本。
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语法：std::list<T> obj(anotherList);
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返回值：无
#include <list> #include <iostream>int main() {std::list<int> originalList = {1, 2, 3, 4};std::list<int> myList(originalList);for (int val : myList) std::cout << val << " ";return 0; }
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移动构造函数 (C++11及之后)
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函数：移动构造函数
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用途：将一个现有的 std::list 容器的内容移动到新的容器中。
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语法：std::list<T> obj(std::move(anotherList));
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返回值：无
#include <list> #include <iostream> #include <utility> // For std::moveint main() {std::list<int> originalList = {1, 2, 3, 4};std::list<int> myList(std::move(originalList));for (int val : myList) std::cout << val << " ";std::cout << "Original list size: " << originalList.size() << std::endl;return 0; }
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内存布局
大小函数
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函数：size
- 用途：返回std::list容器中元素的数量。
- 语法：size_type size() const noexcept;
- 返回值：容器中的元素数量，类型为size_type。
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函数：empty
- 用途：检查std::list容器是否为空（即是否包含元素）。
- 语法：bool empty() const noexcept;
- 返回值：如果容器为空，则返回true；否则返回false。
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函数：max_size
- 用途：返回容器可能包含的最大元素数量。
- 语法：size_type max_size() const noexcept;
- 返回值：容器可容纳的最大元素数量，类型为size_type。
增加函数
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函数：push_back
- 用途：在list的末尾添加一个元素。
- 语法：void push_back(const T& value);
- 返回值：无。
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函数：push_front
- 用途：在list的开头添加一个元素。
- 语法：void push_front(const T& value);
- 返回值：无。
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函数：insert
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用途：在list中的指定位置前插入一个或多个元素。
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语法：
- 插入单个元素：iterator insert(iterator pos, const T& value);
- 插入多个相同元素：void insert(iterator pos, size_t count, const T& value);
- 插入另一个容器中的元素范围：template <class InputIt> void insert(iterator pos, InputIt first, InputIt last);
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返回值：插入单个元素时，返回新元素的迭代器。插入多个元素时，无返回值。
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函数：emplace_back
- 用途：在list的末尾直接构造一个新元素，避免额外的复制或移动操作。
- 语法：template <class... Args> void emplace_back(Args&&... args);
- 返回值：无。
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函数：emplace_front
- 用途：在list的开头直接构造一个新元素，避免额外的复制或移动操作。
- 语法：template
- 返回值：无。
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函数：emplace
- 用途：在list中的指定位置直接构造一个新元素，避免额外的复制或移动操作。
- 语法：template
- 返回值：指向新插入元素的迭代器。
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示例代码
#include <iostream> #include <list>class Person { public:Person(int age): Age(age){std::cout << "构造函数" << std::endl;}Person(const Person& ref):Age(ref.Age){std::cout << "拷贝函数" << std::endl;}Person(Person&& other):Age(other.Age){std::cout << "移动函数" << std::endl;}int Age; };int main() {std::list<Person> mlist1;mlist1.push_back(1);std::list<Person> mlist2;mlist2.emplace_back(1);return 0; }
删除函数
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函数：erase
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用途：删除 list 容器中指定位置或范围内的元素。
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语法：
- 单个元素：iterator erase(iterator position);
- 范围内元素：iterator erase(iterator first, iterator last);
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返回值：返回一个指向被删除元素之后元素的迭代器。
#include <iostream> #include <list> using namespace std;int main() {list<int> myList = {1, 2, 3, 4, 5};// 删除单个元素auto it = myList.begin();advance(it, 2); // 移动到第3个元素myList.erase(it);// 删除范围内的元素auto start = myList.begin();auto end = myList.end();advance(start, 1); // 起始位置advance(end, -1); // 结束位置myList.erase(start, end);// 打印剩余元素for (int x : myList) {cout << x << " ";}return 0; }
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函数：remove
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用途：按值删除 list 容器中所有匹配的元素。
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语法：void remove(const T& val);
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返回值：无返回值。
#include <iostream> #include <list> using namespace std;int main() {list<int> myList = {1, 2, 3, 4, 5, 3};// 按值删除所有3myList.remove(3);// 打印剩余元素for (int x : myList) {cout << x << " ";}return 0; }
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函数：remove_if
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用途：根据条件删除 list 容器中的元素。
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语法：template <class Predicate> void remove_if(Predicate pred);
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返回值：无返回值。
#include <iostream> #include <list> using namespace std;bool isOdd(int n) {return (n % 2) == 1; }int main() {list<int> myList = {1, 2, 3, 4, 5};// 删除所有奇数myList.remove_if(isOdd);// 打印剩余元素for (int x : myList) {cout << x << " ";}return 0; }
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函数：clear()
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用途：删除 list 容器中的所有元素，容器大小变为 0。
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语法：void clear();
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返回值：无返回值。
#include <iostream> #include <list> using namespace std;int main() {list<int> myList = {1, 2, 3, 4, 5};// 删除所有元素myList.clear();// 容器现在应该是空的if (myList.empty()) {cout << "List is now empty.";}return 0; }
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修改函数
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使用迭代器
#include <iostream> #include <list>class Person { public:Person(int nage, int nscore) : m_Age(nage), m_Score(nscore) {}bool operator==(const Person& ref){return this->m_Age == ref.m_Age;} public:int m_Age;int m_Score; };bool CmpPerson(const Person& ref) {return ref.m_Age == 30; }int main() {std::list<Person> mlist;mlist.emplace_back(18, 90);mlist.emplace_back(30, 80);mlist.emplace_back(25, 95);//修改auto iter = mlist.begin();(*iter).m_Age = 1;(*iter).m_Score = 1;//查找Person p1(30, 80);auto i = std::find(mlist.begin(), mlist.end(), p1);auto j = std::find_if(mlist.begin(), mlist.end(), CmpPerson);(*i).m_Age = 2;(*j).m_Age = 3;return 0; }
