12 list的使用

文档介绍

文档介绍

1.list是可以在常数范围内的任意位置进行插入和删除的序列式容器,并且该容器可以前后双向迭代

2.list的底层是带头双向链表循环结构,双向链表中每个元素存储在互不相关的独立节点中,在节点中通过指针指向其前一个元素和后一个元素

3.list和forward_list非常相似,最主要的不同在于forward_list是单链表,只能朝前迭代,已让其更简单高效

4.与其他的序列式容器相比(array,vector,deque),list通常在任意位置进行插入、移除元素的执行效率更好

5.与其他序列式容器相比,list和forward_list最大的缺陷是不支持任意位置的随机访问,比如:要访问list的第6个元素,必须从已知的位置(比如头部或者尾部)迭代到该位置,在这段位置上迭代需要线性的时间开销,list还需要一些额外的空间,以保存每个节点的相关联信息(对于存储类型较小元素的大list来说这可能是一个重要的因素)

注意事项

1.list没有扩容的方法
2.list不支持[]访问,不是连续存储的
3.remove移除元素,有则删除,没有不报错
4.splice粘接,转移元素
在这里插入图片描述
5.迭代器的分类
(1) 单向迭代器 ,++,如单链表
(2) 双向迭代器,++,–如list
(3) 随机迭代器,++,–,+,-,如vector
下面的包含上面迭代器的功能

下图是list的迭代器
在这里插入图片描述

6.链表为什么自己实现了sort,不像vector一样用算法库的sort。因为算法库的sort用的是快速排序,里面的三数取中对于链表不能用,且sort的参数也有提示
在这里插入图片描述

sort需要传的是随机迭代器,而链表的是双向迭代器,理论上模板可以传任意参数,但内部使用迭代器有要求

7.list的sort效率不太高,100万数据和vector差了4倍
在这里插入图片描述

使用

构造

构造函数 constructor接口说明
list (suze_type n, const value_type& val = value_type())构造的list中包含n个值为val的元素
list ()构造空的list
list (const list& x)构造拷贝函数
list (InputIterator first, InputIterator last)用(first, last)区间中的元素构造list
 list<int> l1;                         // 构造空的l1list<int> l2(4, 100);                 // l2中放4个值为100的元素list<int> l3(l2.begin(), l2.end());  // 用l2的[begin(), end())左闭右开的区间构造l3list<int> l4(l3);                    // 用l3拷贝构造l4// 以数组为迭代器区间构造l5int array[] = { 16,2,77,29 };list<int> l5(array, array + sizeof(array) / sizeof(int));// 列表格式初始化C++11list<int> l6{ 1,2,3,4,5 };

迭代器

迭代器理解成一个指针,指向list中某个节点

函数声明接口说明
begin + end返回第一个元素的迭代器 + 返回最后一个元素下一个位置的迭代器
rbegin + rend返回第一个元素的reverse_iterator,即end位置,返回最后一个元素下一个位置的reverse_iterator,即begin的位置

begin和end为正向迭代器,对迭代器执行++操作,迭代器向后移动
rbegin和rend为反向迭代器,++操作,向前移动

    // 用迭代器方式打印l5中的元素list<int>::iterator it = l5.begin();while (it != l5.end()){cout << *it << " ";++it;}       cout << endl;// C++11范围for的方式遍历for (auto& e : l5)cout << e << " ";cout << endl;
}
// list迭代器的使用
// 注意:遍历链表只能用迭代器和范围for
void PrintList(const list<int>& l)
{// 注意这里调用的是list的 begin() const,返回list的const_iterator对象for (list<int>::const_iterator it = l.begin(); it != l.end(); ++it){cout << *it << " ";// *it = 10; 编译不通过}cout << endl;
}void TestList2()
{int array[] = { 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 0 };list<int> l(array, array + sizeof(array) / sizeof(array[0]));// 使用正向迭代器正向list中的元素// list<int>::iterator it = l.begin();   // C++98中语法auto it = l.begin();                     // C++11之后推荐写法while (it != l.end()){cout << *it << " ";++it;}cout << endl;// 使用反向迭代器逆向打印list中的元素// list<int>::reverse_iterator rit = l.rbegin();auto rit = l.rbegin();while (rit != l.rend()){cout << *rit << " ";++rit;}cout << endl;
}

容量

函数声明接口说明
empty检测list是否为空,返回true,否则返回false
size返回list中有效节点的个数
front返回list的第一个节点中值的引用
back返回list的最后一个节点中值的引用

修改

函数声明接口说明
push_front在list首元素前插入值为val的元素
pop_front删除list中第一个元素
push_back在list尾部插入值为val的元素
pop_back删除list中最后一个元素
insert在list position位置中插入值为val的元素
erase删除lsit position位置的元素
swap交换两个lsit的元素
clear清空list的有效元素
// list插入和删除
// push_back/pop_back/push_front/pop_front
void TestList3()
{int array[] = { 1, 2, 3 };list<int> L(array, array + sizeof(array) / sizeof(array[0]));// 在list的尾部插入4,头部插入0L.push_back(4);L.push_front(0);PrintList(L);// 删除list尾部节点和头部节点L.pop_back();L.pop_front();PrintList(L);
}// insert /erase 
void TestList4()
{int array1[] = { 1, 2, 3 };list<int> L(array1, array1 + sizeof(array1) / sizeof(array1[0]));// 获取链表中第二个节点auto pos = ++L.begin();cout << *pos << endl;// 在pos前插入值为4的元素L.insert(pos, 4);PrintList(L);// 在pos前插入5个值为5的元素L.insert(pos, 5, 5);PrintList(L);// 在pos前插入[v.begin(), v.end)区间中的元素vector<int> v{ 7, 8, 9 };L.insert(pos, v.begin(), v.end());PrintList(L);// 删除pos位置上的元素L.erase(pos);PrintList(L);// 删除list中[begin, end)区间中的元素,即删除list中的所有元素L.erase(L.begin(), L.end());PrintList(L);
}

迭代器失效

前面说过此处大家可将迭代器暂时理解成指针,迭代器失效即迭代器所指向的节点无效,该节点被删除了,因为list的底层结构为带头节点的双向循环链表,因此在list中插入时不会导致list的迭代器失效,只有删除才会,并且失效的只是指向被删除节点的迭代器,其他迭代器不会受影响

void TestListIterator1()
{int array[] = { 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 0 };list<int> l(array, array+sizeof(array)/sizeof(array[0]));auto it = l.begin();while (it != l.end()){// erase()函数执行后,it所指向的节点已被删除,因此it无效,在下一次使用it时,必须先给
其赋值l.erase(it); ++it;}
}
// 改正
void TestListIterator()
{int array[] = { 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 0 };list<int> l(array, array+sizeof(array)/sizeof(array[0]));auto it = l.begin();while (it != l.end()){l.erase(it++); // it = l.erase(it);}
}

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