C++ STL之list双向链表容器
不同于采用线性表顺序存储结构的vector和deque容器，list双向链表中任一位置的元素查找、插入和删除，都具有高效的常数阶算法时间复杂度O(1)。
- list技术原理
为了支持前向和反向访问list容器的元素，list采用双向循环的链表结构组织数据元素，链表的每个节点包括指向前驱的指针、实际数据和指向后继的指针等数据域。
list的前向链，由头节点→第1个节点→第2个节点→…第n个节点→头节点构成循环。
list的反向链，则由第n个节点→第n-1个节点→…→头节点→第n个节点构成循环。n为list的节点个数，整个链表的存储位置由头指针指出，它指向头节点。 - 应用基础
list对象的创建，初始化赋值方法与vector相同，list的交换与deque相同，这里直接跳过。
2.1元素的遍历访问
由于链表中的数据需要一个个元素进行遍历，因此，list元素的遍历只使用迭代器的方式进行。上代码：
#include
#include
#include
using namespace std;
struct Student{
char *name;
int age;
char *city;
char *tel;
};
int main(int argc, char *argv[])
{
QCoreApplication a(argc, argv);
Student s[] = {
{"符符",18,"上海市","156624"},
{"介介",20,"北京市","152534"},
{"贝贝",25,"深圳市","453545"},
};
//将数据插入链表
list l;
l.push_back(s[0]);
l.push_back(s[1]);
l.push_back(s[2]);
//遍历打印链表元素
list::iterator i,iend;
iend=l.end();
cout << "姓名 年龄 城市 电话" << endl;
cout << "----------------------------" << endl;
for(i=l.begin();i!=iend;i++)
{
cout << (*i).name << " ";
cout << (*i).age << " ";
cout << (*i).city << " ";
cout << (*i).tel << " " << endl;
}
cout << "----------------------------" << endl;
return a.exec();
}
运行结果：
2.2元素的插入
由于list链表元素的插入不需要对其他元素进行移位拷贝，除了push_back函数在尾部添加元素外，list还提供了在链首插入元素的push_front函数和在任意迭代器位置的插入insert()函数。
#include
#include
#include
using namespace std;
int main(int argc, char *argv[])
{
QCoreApplication a(argc, argv);
list l;
l.push_back(6);
l.push_back(8);
l.push_back(9);
list::iterator i,iend;
i=l.begin();
i++;
l.insert(i,7); //在6的后面插入7
l.push_front(5); //在链首插入5
iend=l.end();
for(i=l.begin();i!=iend;i++)
{
cout << *i << ' ';
}
return a.exec();
}
输出结果：
2.3元素的反向遍历和删除
由于list容器的迭代器具有"–"操作，因此也定义了反向迭代器。用反向迭代器来进行链表的遍历。
#include
#include
#include
using namespace std;
int main(int argc, char *argv[])
{
QCoreApplication a(argc, argv);
list l;
l.push_back(5);
l.push_back(6);
l.push_back(7);
l.push_back(8);
l.push_back(9);
l.push_back(9);
l.push_back(9);
l.push_back(10);
list::reverse_iterator ri,rend;
rend=l.rend();
cout << "反向遍历：";
for(ri=l.rbegin();ri!=rend;ri++)
{
cout << *ri << " ";
}
cout << endl;
list::iterator i,iend;
i=l.begin();
i++;
l.erase(i); //删除6
l.pop_back(); //删除末元素10
l.pop_front(); //删除首元素5
l.remove(9); //删除所有值为9的元素
iend=l.end();
for(i=l.begin();i!=iend;i++)
{
cout << *i << " ";
}
cout << endl;
return a.exec();
}
运行结果：
2.4list的排序与归并
list 提供的void sort函数，将链表中的元素按"<"关系进行排序，较小的排在前面。
list链表元素的排序，是将list链表分割成若干部分进行子排序，然后通过归并处理，实现list的所有元素的排序。为此，list容器提供了splice和merge的归并函数。
void splice(iterator position,list& x) //将x的链表归并到当前list链表的position之前，list对象x将被清空
void splice(iterator position,list&,iterator i)//将一个list的迭代器i值所指的元素，归并到当前list链表中，并将被归并的元素从原链表中删除
void merge(list& x)//将list对象x的链表归并到当前list链表中，并清空x的链表。从merge函数的源码可知，只有当前的list链表和x均预先按元素的"<“关系排好序，merge函数才有意义，归并后的链表也是按”<"关系排列。
上代码：
#include
#include
#include
using namespace std;
void print(list& l)
{
list::iterator i,iend;
iend=l.end();
for(i=l.begin();i!=iend;i++)
{
cout << *i << " ";
}
cout<< endl;
}
int main(int argc, char *argv[])
{
QCoreApplication a(argc, argv);
list l;
l.push_back(13);
l.push_back(6);
l.push_back(7);
l.push_back(15);
l.push_back(9);
l.push_back(8);
l.push_back(9);
l.push_back(10);
cout << "未排序前：";
print(l);
l.sort(); //从小到大排序
cout << "排序后：";
print(l);
list carry;
carry.splice(carry.begin(),l,l.begin()); //将l的第一个元素归并到carry的首元素，并将l的首元素删除
cout << "carry的链表元素为：";
print(carry);
cout << "l的链表元素为：";
print(l);
list x;
x.push_back(30);
x.push_back(31);
x.push_back(32);
l.merge(x); //将x链表里的元素归并到l,并清空x
cout << "x的链表元素为：";
print(x);
cout << "l的元素为：";
print(l);
return a.exec();
}
运行结果：
3.小结
list双向链表容器采用双向链表的数据结构来存储数据，可高效查找、插入和删除容器元素。list提供的splice和merge归并函数，可用于链表的元素排序。