STL(五)list 双向链表

参考:

http://blog.csdn.net/devourheavens/article/details/7497172
http://zh.cppreference.com/w/cpp/container/forward_list

list

底层数据结构

list同样是一个模板类,它底层数据结构为双向循环链表。因此,它支持任意位置常数时间的插入/删除操作,不支持快速随机访问。

迭代器类型

list的迭代器具备前移、后移的能力,所以list提供的是Bidirectional iterator(双向迭代器)。由于采用的是双向迭代器,自然也很方便在指定元素之前插入新节点,所以list很正常地提供了insert()操作与push_back()/pop_back()操作。在C++11中,list新增了三个接口,以支持在指定位置构造对象后插入容器中:

接口(C++11新增) 描述
emplace 在指定位置之前插入新构造的元素
emplace_front 在链表头插入新构造的元素
emplace_back 在链表尾插入新构造的元素

内存分配策略

list的空间配置策略,自然是像我们普通双向链表那样,有多少元素申请多少内存它不像vector那样需要预留空间供新元素的分配,也不会因找不到连续的空间而引起整个容器的内存迁移。

迭代器失效问题

list 有一个重要性质:插入操作(insert)与接合操作(splice)都不会造成原有的list迭代器失效。这在vector是不成立的,因为vactor的插入可能引起空间的重新配置,导致原来的迭代器全部失效。list的迭代器失效,只会出现在删除的时候,指向删除元素的那个迭代器在删除后失效。

通常来说,forward_list在使用灵活度上比不上list,因为它只能单向迭代元素,且提供的接口没有list多。然而,在内存的使用上,它是比list占优势的。当对内存的要求占首要位置时,应该选择forward_list。

list使用优劣

优点:

  (1) 不使用连续内存完成动态操作。

  (2) 在内部方便的进行插入和删除操作

  (3) 可在两端进行push、pop

缺点:

  (1) 不能进行内部的随机访问,即不支持[ ]操作符和vector.at()

  (2) 相对于verctor占用内存多

定义于头文件 
   
template<

    class T,
    class Allocator = std::allocator<T>

> class list;
(1)  
namespace pmr {

    template <class T>
    using list = std::list<T, std::pmr::polymorphic_allocator<T>>;

}

1、

成员函数

(构造函数)
构造 list (公开成员函数)
explicit list( const Allocator& alloc = Allocator() );
(C++14 前)
list() : list( Allocator() ) {}
explicit list( const Allocator& alloc );
(C++14 起)
  (2)  
explicit list( size_type count, 

               const T& value = T(),

               const Allocator& alloc = Allocator());
(C++11 前)
         list( size_type count, 

               const T& value,

               const Allocator& alloc = Allocator());
(C++11 起)
  (3)  
explicit list( size_type count );
(C++11 起) 
(C++14 前)
explicit list( size_type count, const Allocator& alloc = Allocator() );
(C++14 起)
template< class InputIt >

list( InputIt first, InputIt last, 

      const Allocator& alloc = Allocator() );
(4)  
list( const list& other );
(5)  
list( const list& other, const Allocator& alloc );
(5) (C++11 起)
list( list&& other );
(6) (C++11 起)
list( list&& other, const Allocator& alloc );
(7) (C++11 起)
list( std::initializer_list<T> init, 
      const Allocator& alloc = Allocator() );
(8) (C++11 起)
     

从各种数据源构造新容器,可选地使用用户提供的分配器 alloc 。

1) 默认构造函数。构造空容器。
2) 构造拥有  count 个有值  value 的元素的容器。
3) 构造拥有个  count  默认插入的  T 实例的容器。不进行复制。
4) 构造拥有范围  [first, last) 内容的容器。
若 InputIt 是整数类型,则此构造函数拥有的效果同 list(static_cast<size_type>(first)static_cast<value_type>(last), a) 。 (C++11 前)
此重载仅若InputIt 满足 输入迭代器 (InputIterator) 才参与重载决议,以避免和重载 (2) 的歧义。 (C++11 起)
5) 复制构造函数。构造拥有  other 内容的容器。若不提供  alloc ,则如同通过调用  std::allocator_traits<allocator_type>::select_on_container_copy_construction(other.get_allocator()) 获得分配器。
6) 移动构造函数。用移动语义构造拥有  other 内容的容器。分配器通过属于  other 的分配器移动构造获得。
7) 有分配器扩展的移动构造函数。将  alloc 用作新容器的分配器,从  other 移动内容;若  alloc != other.get_allocator() ,则它导致逐元素移动。
8) 构造拥有 initializer_list  init 内容的容器。

参数

alloc - 用于此容器所有内存分配的分配器
count - 容器的大小
value - 以之初始化容器元素的值
first, last - 复制元素的来源范围
other - 用作初始化容器元素来源的另一容器
init - 用作初始化元素来源的 initializer_list

复杂度

1) 常数
2-3) 与  count 成线性
4) 与  first 和  last 的距离成线性
5) 与  other 的大小成线性
6) 常数。
7) 若  alloc != other.get_allocator() 则为线性,否则为常数。
8) 与  init 的大小成线性。

异常

到 Allocator::allocate 的调用可能抛出。

注意

在容器移动构造(重载 (6) )后,指向 other 的引用及迭代器(除了尾迭代器)保持合法,但指代现于 *this 中的元素。


(析构函数)
析构 list (公开成员函数)
operator=
赋值给容器 (公开成员函数)
list& operator=( const list& other );
(1)  
  (2)  
list& operator=( list&& other );
(C++11 起) 
(C++17 前)
list& operator=( list&& other ) noexcept(/* see below */);
(C++17 起)
list& operator=( std::initializer_list<T> ilist );
(3) (C++11 起)
     

替换容器内容。

1) 复制赋值运算符。以  other 的副本替换内容。 若 std::allocator_traits<allocator_type>::propagate_on_container_copy_assignment::value 为 true ,则以源分配器的副本替换目标分配器。若源分配器与目标分配器不比较相等,则用目标( *this )分配器销毁内存,然后在复制元素前用 other 的分配器分配。 (C++11 起).、
2) 移动赋值运算符。用移动语义以  other 的内容替换内容(即从  other 移动  other 中的数据到此容器)。之后  other 在合法但未指定的状态。若  std::allocator_traits<allocator_type>::propagate_on_container_move_assignment::value 为  true ,则用源分配器的副本替换目标分配器。若它为  false 且源与目标分配器不比较相等,则目标不能取走源内存的所有权,而必须单独移动赋值逐个元素,用自己的分配器按需分配额外的内存。任何情况下,原先在  *this 中的元素要么被销毁,要么以逐元素移动赋值替换。
3) 以 initializer_list  ilist 所标识者替换内容。

参数

other - 用作数据源的另一容器
ilist - 用作数据源的 initializer_list

返回值

*this

复杂度

1) 与  *this 和  other 的大小成线性。
2) 与  *this 的大小成线性,除非分配器不比较相等且不传播,该情况下与  *this 和  other 的大小成线性。
3) 与  *this 和  ilist 的大小成线性。

异常

2) 
noexcept 规定:  
noexcept(std::allocator_traits<Allocator>::is_always_equal::value)
(C++17 起)

注意

容器移动赋值(重载 (2) )后,除非不兼容的分配器强制逐元素赋值,否则指向 other 的引用、指针和迭代器(除了尾迭代器)都保持合法,不过指代的元素现在在 *this 中。


assign
将值赋给容器 (公开成员函数)
void assign( size_type count, const T& value );
(1)  
template< class InputIt >
void assign( InputIt first, InputIt last );
(2)  
void assign( std::initializer_list<T> ilist );
(3) (C++11 起)
     

替换容器的内容。

1) 以  count 份  value 的副本替换内容。
2) 以范围  [first, last) 中元素的副本替换内容
若 InputIt 为整数类型,则此重载与 (1) 拥有相同效果。 (C++11 前)
此重载仅若 InputIt 满足输入迭代器 (InputIterator) 才参与重载决议。 (C++11 起)
3) 以来自 initializer_list  ilist 的元素替换内容。

所有指向容器元素的迭代器、指针及引用均被非法化。

参数

count - 容器的新大小
value - 用以初始化容器元素的值
first, last - 复制来源元素的范围
ilist - 复制值来源的 initializer_list

复杂度

1) 与  count 成线性
2) 与  first 和  last 间的距离成线性
3) 与  ilist.size() 成线性

get_allocator
返回相关的分配器 (公开成员函数)
allocator_type get_allocator() const;
   
     

返回与容器关联的分配器。

参数

(无)

返回值

关联的分配器。

复杂度

常数。


 

#include
#include
#include

using namespace std;

//队列重载<<
template
ostream& operator<<(ostream& s, const list& v)
{
	s.put('[');
	char comma[3] = { '\0', ' ', '\0' };
	for (const auto& e : v) {
		s << comma << e;
		comma[0] = ',';
	}
	return s << ']';
}

int main()
{
	listlst;
	lst.push_back(1);
	lst.push_back(2);
	lst.push_back(3);
	cout << "lst:" << lst << endl;

	listlst1(lst.begin(), lst.end());
	cout << "lst1:" << lst1 << endl;

	//复制构造
	listlst2(lst);
	cout << "lst2:" << lst2 << endl;

	listlst3(5, "AB");
	cout << "lst3:" << lst3 << endl;

	listnum1{ 1, 2, 3, 4, 5, 6 };
	listnum2;
	listnum3;


	cout << "num1:" << num1 << endl;
	// 复制赋值会从 nums1 复制数据到 nums2
	num2 = num1;
	cout << "num2:" << num2 << endl;

	// 移动赋值会从 nums1 移动数据到 nums3 
	num3 = move(num2);
	cout << "num3:" << num3 << endl;

	listch;
	ch.assign(6, '*');
	cout << "ch:" << ch << endl;

	//重新初始化对象
	num1.assign(2, 6);
	cout << "num1:" << num1 << endl;

	//
	listch1;
	ch1.assign(ch.begin(), ch.end());
	cout << "ch1:" << ch1 << endl;

	list mylst;
	int * p;
	unsigned int i;

	//分配数组5个元素的空间用于deque分配器
	p = mylst.get_allocator().allocate(5);

	// 空间中赋值
	for (i = 0; i<5; i++)
		mylst.get_allocator().construct(&p[i], i);

	cout << "The allocated array contains:";
	for (i = 0; i<5; i++) 
		cout << ' ' << p[i];
	cout << '\n';

	// 销毁空间
	for (i = 0; i<5; i++)
		mylst.get_allocator().destroy(&p[i]);
	lst.get_allocator().deallocate(p, 5);




	system("pause");
	return 0;
}


2、

元素访问
front
访问第一个元素 (公开成员函数)
reference front();
   
const_reference front() const;
   
     

返回到容器首元素的引用。

在空容器上对 front 的调用是未定义的。

参数

(无)

返回值

到首元素的引用

复杂度

常数

注意

对于容器 c ,表达式 c.front() 等价于 *c.begin() 。


back
访问最后一个元素 (公开成员函数)
reference back();
   
const_reference back() const;
   
     

返回到容器中最后一个元素的引用。

在空容器上对 back 的调用是未定义的。

参数

(无)

返回值

到最后元素的引用。

复杂度

常数。

注意

对于容器 c ,表达式 return c.back(); 等价于 { auto tmp = c.end(); --tmp; return *tmp; }

示例


 

示例省略,注意元素访问无operater[ ]和at。


3、

迭代器
begin
cbegin

返回指向容器第一个元素的迭代器 (公开成员函数)
iterator begin();
  (C++11 前)
iterator begin() noexcept;
  (C++11 起)
const_iterator begin() const;
  (C++11 前)
const_iterator begin() const noexcept;
  (C++11 起)
const_iterator cbegin() const noexcept;
  (C++11 起)
     

返回指向容器首元素的迭代器。

若容器为空,则返回的迭代将等于 end() 。

参数

(无)

返回值

指向首元素的迭代器

复杂度

常数


end 
cend

返回指向容器尾端的迭代器 (公开成员函数)
iterator end();
  (C++11 前)
iterator end() noexcept;
  (C++11 起)
const_iterator end() const;
  (C++11 前)
const_iterator end() const noexcept;
  (C++11 起)
const_iterator cend() const noexcept;
  (C++11 起)
     

返回指向后随容器最后元素的元素的迭代器。

此元素表现为占位符;试图访问它导致未定义行为。

参数

(无)

返回值

指向后随最后元素的迭代器。

复杂度

常数。


rbegin
crbegin

返回一个指向容器最后一个元素的反向迭代器 (公开成员函数)
reverse_iterator rbegin();
  (C++11 前)
reverse_iterator rbegin() noexcept;
  (C++11 起)
const_reverse_iterator rbegin() const;
  (C++11 前)
const_reverse_iterator rbegin() const noexcept;
  (C++11 起)
const_reverse_iterator crbegin() const noexcept;
  (C++11 起)
     

返回值指向逆向容器的首元素。它对应非逆向容器的最末元素。

参数

(无)

返回值

指向首元素的逆向迭代器。

复杂度

常数


rend
crend

返回一个指向容器前端的反向迭代器 (公开成员函数)
reverse_iterator rend();
  (C++11 前)
reverse_iterator rend() noexcept;
  (C++11 起)
const_reverse_iterator rend() const;
  (C++11 前)
const_reverse_iterator rend() const noexcept;
  (C++11 起)
const_reverse_iterator crend() const noexcept;
  (C++11 起)
     

返回逆向容器末元素的后一元素。它对应非逆向容器首元素的前一元素。此元素表现为占位符,试图访问它导致未定义行为。

参数

(无)

返回值

指向末元素后一元素的逆向迭代器。

复杂度

常数。


 

#include
#include
#include

using namespace std;

int main()
{
	liststr;
	str.assign(2, "abac");
	str.push_back("aaa");
	str.push_back("bbb");
	str.push_back("ccc");

	//迭代器
	list::iterator iter = str.begin();
	for (; iter != str.end();)
	{
		cout << *iter++ << ' ';
	}
	cout << endl;

	//常迭代器
	list::const_iterator iter1 = str.begin();
	for (; iter1 != str.end();)
	{
		cout << *iter1++ << ' ';
	}
	cout << endl;

	//常反迭代器
	list::const_reverse_iterator iter2 = str.rbegin();
	for (; iter2 != str.rend();)
	{
		cout << *iter2++ << ' ';
	}
	cout << endl;

	system("pause");
	return 0;
}


4、

容量
empty
检查容器是否为空 (公开成员函数)
bool empty() const;
  (C++11 前)
bool empty() const noexcept;
  (C++11 起) 
(C++20 前)
[[nodiscard]] bool empty() const noexcept;
  (C++20 起)
     

检查容器是否无元素,即是否 begin() == end() 。

参数

(无)

返回值

若容器为空则为 true ,否则为 false

复杂度

常数。


size
返回容纳的元素数 (公开成员函数)
size_type size() const;
  (C++11 前)
size_type size() const noexcept;
  (C++11 起)
     

返回容器中的元素数,即 std::distance(begin(), end()) 。

参数

(无)

返回值

容器中的元素数量。

复杂度

常数。


max_size
返回可容纳的最大元素数 (公开成员函数)
size_type max_size() const;
  (C++11 前)
size_type max_size() const noexcept;
  (C++11 起)
     

返回根据系统或库实现限制的容器可保有的元素最大数量,即对于最大容器的 std::distance(begin(), end()) 。

参数

(无)

返回值

元素数量的最大值。

复杂度

常数。

注意

此值典型地反映容器大小上的理论极限。运行时,容器的大小可能被可用 RAM 总量限制到小于 max_size() 的值。


注意:无 shrink_to_fit ( )函数

#include
#include
#include
#include
using namespace std;

int main()
{
	srand(time(0));
	list ch;
	for (int i = 0; i < 10; i++)
		ch.push_back((char)rand() % 10);

	cout << "ch size:" << ch.size() << endl;
	if (ch.empty() == 0)
		cout << "ch is null" << endl;

	ch.resize(20);
	//容器可保有的元素最大数量
	cout << "ch max_size:" << ch.max_size() << endl;


	system("pause");
	return 0;
}



5、

修改器
clear
清除内容 (公开成员函数)
void clear();
  (C++11 前)
void clear() noexcept;
  (C++11 起)
     

从容器移除所有元素。

非法化任何指代所含元素的引用、指针或迭代器。任何尾后迭代器保持合法。

参数

(无)

返回值

(无)

复杂度

与容器大小,即元素数成线性。


insert
插入元素 (公开成员函数)
iterator insert( iterator pos, const T& value );
(C++11 前)
iterator insert( const_iterator pos, const T& value );
(C++11 起)
iterator insert( const_iterator pos, T&& value );
(2) (C++11 起)
  (3)  
void insert( iterator pos, size_type count, const T& value );
(C++11 前)
iterator insert( const_iterator pos, size_type count, const T& value );
(C++11 起)
  (4)  
template< class InputIt >
void insert( iterator pos, InputIt first, InputIt last);
(C++11 前)
template< class InputIt >
iterator insert( const_iterator pos, InputIt first, InputIt last );
(C++11 起)
iterator insert( const_iterator pos, std::initializer_list<T> ilist );
(5) (C++11 起)
     

插入元素到容器中的指定位置。

1-2) 在  pos 前插入  value 。
3) 在  pos 前插入  value 的  count 个副本。
4) 在  pos 前插入来自范围  [first, last) 的元素。
若 InputIt 为整数类型,则此重载与重载 (3) 拥有相同效果。 (C++11 前)
此重载仅若 InputIt 足以为输入迭代器 (InputIterator) 才参与重载决议,以避免与重载 (3) 有歧义。 (C++11 起)
若  first 和  last 是指向  *this 中的迭代器,则行为未定义。
5) 在  pos 前插入来自 initializer_list  ilist 的元素。

没有引用和迭代器被非法化。

参数

pos - 将内容插入到其前的迭代器。 pos 可为 end() 迭代器
value - 要插入的元素值
first, last - 要插入的元素范围,不能是指向调用 insert 所用的容器中的迭代器
ilist - 要插入的值来源的 initializer_list
类型要求
-
 为使用重载 (1) , T 必须满足 CopyInsertable 的要求。
-
 为使用重载 (2) , T 必须满足 MoveInsertable 的要求。
-
 为使用重载 (3) , T 必须满足 CopyAssignable 和 CopyInsertable 的要求。
-
 为使用重载 (4,5) , T 必须满足 EmplaceConstructible 的要求。


返回值

1-2) 指向被插入  value 的迭代器。
3) 指向首个被插入元素的迭代器,或若  count==0 则为  pos 。
4) 指向首个被插入元素的迭代器,或若  first==last 则为  pos 。
5) 指向首个被插入元素的迭代器,或若  ilist 为空则为  pos 。

复杂度

1-2) 常数。
3) 与  count 成线性。
4) 与  std::distance(first, last) 成线性。
5) 与  ilist.size() 成线性。

异常

若抛出异常,则无效果(强异常保证)。


emplace
(C++11)
原位构造元素 (公开成员函数)
template< class... Args > 
iterator emplace( const_iterator pos, Args&&... args );
  (C++11 起)
     

直接于 pos 前插入元素到容器中。通过 std::allocator_traits::construct 构造元素,它典型地用布置 new 在容器所提供的位置原位构造元素。将参数 args... 作为 std::forward<Args>(args)... 转发给构造函数。

没有引用和迭代器被非法化。

参数

pos - 将构造新元素到其前的迭代器
args - 转发给元素构造函数的参数
类型要求
-
T (容器元素类型) 必须满足 EmplaceConstructible 的要求。

返回值

指向被安置的元素的迭代器。

复杂度

常数。

异常

若抛异常(例如由构造函数),则保留容器不修改,如同未曾调用过此函数(强异常保证)。


erase
擦除元素 (公开成员函数
iterator erase( iterator pos );
(C++11 前)
iterator erase( const_iterator pos );
(C++11 起)
  (2)  
iterator erase( iterator first, iterator last );
(C++11 前)
iterator erase( const_iterator first, const_iterator last );
(C++11 起)
     

从容器移除指定的元素。

1) 移除位于  pos 的元素。
2) 移除范围  [first; last) 中的元素。

指向被擦除元素的迭代器和引用被非法化。其他引用和迭代器不受影响。

迭代器 pos 必须合法且可解引用。从而不能以 end() 迭代器(合法,但不可解引用)为 pos 的值。

若 first==last 则迭代器 first 不必可解引用:擦除空范围是无操作。

参数

pos - 指向要移除的元素的迭代器
first, last - 要移除的元素范围

返回值

后随最后被移除元素的迭代器。若迭代器 pos 指代最后元素,则返回 end() 迭代器。

异常

(无)

复杂度

1) 常数。
2) 与  first 和  last 间的距离成线性。

push_back
将元素添加到容器末尾 (公开成员函数)
void push_back( const T& value );
(1)  
void push_back( T&& value );
(2) (C++11 起)
     

后附给定元素 value 到容器尾。

1) 初始化新元素为  value 的副本。
2) 移动  value 进新元素。

没有引用和迭代器被非法化。

参数

value - 要后附的元素值
类型要求
-
 为使用重载 (1) , T 必须满足 CopyInsertable 的要求。
-
 为使用重载 (2) , T 必须满足 MoveInsertable 的要求。

返回值

(无)

复杂度

常数。

异常

若抛出异常(可能因为 Allocator::allocate() 或元素复制/移动构造函数/赋值),则此函数无效果(强异常保证)。



emplace_back
(C++11)
在容器末尾就地构造元素 (公开成员函数)
template< class... Args >
void emplace_back( Args&&... args );
  (C++11 起) 
(C++17 前)
template< class... Args >
reference emplace_back( Args&&... args );
  (C++17 起)
     

添加新元素到容器尾。元素通过 std::allocator_traits::construct 构造,它典型地用布置 new 于容器所提供的位置原位构造元素。参数 args... 以 std::forward<Args>(args)... 转发到构造函数。

没有引用和迭代器被非法化。

参数

args - 转发到元素构造函数的参数
类型要求
-
T (容器元素类型) 必须满足 EmplaceConstructible 的要求。

返回值

(无) (C++17 前)
到被插入元素的引用。 (C++17 起)

复杂度

常数。

异常

若抛出异常,则此函数无效果(强异常保证)。



pop_back
移除末元素 (公开成员函数)
void pop_back();
   
     

移除容器的最末元素。

在空容器上调用 pop_back 是未定义的。

指向被擦除元素的迭代器和引用被非法化。

参数

(无)

返回值

(无)

复杂度

常数。

异常

(无)


push_front
插入元素到容器起始 (公开成员函数)
void push_front( const T& value );
   
void push_front( T&& value );
  (C++11 起)
     

前附给定元素 value 到容器起始。

没有引用和迭代器被非法化。

参数

value - 要前附的元素值

返回值

(无)

复杂度

常数。

异常

若抛出异常,则此函数无效果(强异常保证)。


emplace_front
(C++11)
在容器头部就地构造元素 (公开成员函数)
template< class... Args >
void emplace_front( Args&&... args );
  (C++11 起) 
(C++17 前)
template< class... Args >
reference emplace_front( Args&&... args );
  (C++17 起)
     

插入新元素到容器起始。通过 std::allocator_traits::construct 构造元素,它典型地用布置 new 在容器所提供的位置原位构造元素。将参数 args... 作为 std::forward<Args>(args)... 转发给构造函数。

没有引用和迭代器被非法化。

参数

args - 转发给元素构造函数的参数
类型要求
-
T (容器元素类型) 必须满足 EmplaceConstructible 的要求。

返回值

(无) (C++17 前)
到被插入元素的引用。 (C++17 起)

复杂度

常数。

异常

若抛异常,则此函数无效果(强异常保证)。


pop_front
移除首元素 (公开成员函数)
void pop_front();
   
     

移除容器首元素。若容器中无元素,则行为未定义。

指向被擦除元素的迭代器和引用被非法化。

参数

(无)

返回值

(无)

复杂度

常数。

异常

不抛出。


resize
改变容器中可存储元素的个数 (公开成员函数)
void resize( size_type count, T value = T() );
  (C++11 前)
void resize( size_type count );
(1) (C++11 起)
void resize( size_type count, const value_type& value );
(2) (C++11 起)
     

重设容器大小以容纳 count 个元素。

若当前大小大于 count ,则减小容器为其首 count 个元素。

若当前大小小于 count ,则后附额外元素,并以 value 的副本初始化。

(C++11 前)

若当前大小小于 count ,

1) 则后附额外的 默认插入的元素
2) 则后附额外的  value 的副本
(C++11 起)

参数

count - 容器的大小
value - 用以初始化新元素的值
类型要求
-
 为使用重载 (1) , T 必须满足 DefaultInsertable 的要求。
-
 为使用重载 (2) , T 必须满足 CopyInsertable 的要求。

返回值

(无)

复杂度

与当前大小和 count 间的差成线性。。


swap
交换内容 (公开成员函数)
void swap( list& other );
  (C++17 前)
void swap( list& other ) noexcept(/* see below */);
  (C++17 起)
     

将内容与 other 的交换。不在单个元素上调用任何移动、复制或交换操作。

所有迭代器和引用保持合法。在操作后,保有此容器中尾后值的迭代器指代此容器或另一容器是未指定的。


若 std::allocator_traits<allocator_type>::propagate_on_container_swap::value 为 true ,则用非成员 swap 的非限定调用交换分配器。否则,不交换它们(且若 get_allocator() != other.get_allocator() ,则行为未定义)。 (C++11 起)

参数

other - 要与之交换内容的容器

返回值

(无)

异常

(无)

(C++17 前)
noexcept 规定:  
noexcept(std::allocator_traits<Allocator>::is_always_equal::value)
(C++17 起)

复杂度

常数。



#include
#include
#include
#include
#include
using namespace std;

int main()
{
	list str;
	str.push_back("Hello");
	str.push_back("World");
	cout << "str: " << str.front() << " size:" << str.size() << endl;
	str.clear();
	if (!str.empty())
		cout << "str: " << str.front() << endl;
	else
	    cout<< "size:" << str.size() << endl;

	list mylist;


	//插入
	// set some initial values:
	for (int i = 1; i<6; i++)
		mylist.push_back(i); // 1 2 3 4 5

	list::iterator it = mylist.begin();
	++it;

	it = mylist.insert(it, 10);                  // 1 10 2 3 4 5
	// "it" now points to the newly inserted 10

	mylist.insert(it, 2, 20);                     // 1 20 20 10 2 3 4 5
	// "it" no longer valid!

	it = mylist.begin();

	vector myvector(2, 30);
	mylist.insert(it, myvector.begin(), myvector.end());
	// 1 20 30 30 20 10 2 3 4 5

	cout << "mylist contains:";
	for (it = mylist.begin(); it != mylist.end(); ++it)
		cout << ' ' << *it;
	cout << '\n';

	list mylist1 = { 10, 20, 30 };

	auto it1 = mylist1.emplace(mylist1.begin(), 100);
	mylist1.emplace(it1, 200);
	mylist1.emplace(mylist1.end(), 300);

	cout << "mylist1 contains:";
	for (auto& x : mylist1)
		cout << ' ' << x;
	cout << '\n';

	mylist1.emplace_back(100);
	mylist1.emplace_back(200);
	cout << "emplace_back:" << endl;
	cout << "mylist1 contains:";
	for (auto& x : mylist1)
		cout << ' ' << x;
	cout << '\n';


	list str1;
	str1.push_back("Hello");
	str1.push_back("world");
	cout << "str1: " << str1.front() << " size:" << str1.size() << endl;
	str1.erase(str1.begin());
	if (!str1.empty())
		cout << "str1: " << str1.front() << " size:" << str1.size() << endl;
	else
		cout << "size:" << str1.size() << endl;



	list arr{ 1, 2, 3, 4, 5, 6 };
	for (list::iterator it = arr.begin(); it != arr.end(); it++)
		cout << *it << ' ';
	cout << endl;

	//移除末元素 
	arr.pop_back();
	cout << "pop_back:" << endl;
	for (list::iterator it = arr.begin(); it != arr.end(); it++)
		cout << *it << ' ';
	cout << endl;

	//移除首元素 
	arr.pop_front();
	cout << "pop_front:" << endl;
	for (list::iterator it = arr.begin(); it != arr.end(); it++)
		cout << *it << ' ';
	cout << endl;

	//首元素插入
	arr.push_front(6);
	arr.push_front(6);
	arr.push_front(6);
	cout << "push_front:" << endl;
	for (list::iterator it = arr.begin(); it != arr.end(); it++)
		cout << *it << ' ';
	cout << endl;

	//交换
	listarr1(5, 9);
	cout << "arr1 size:" << arr1.size() << endl;
	arr1.swap(arr);
	
	cout << "arr1 size:" << arr1.size() << endl;
	for (list::iterator it = arr.begin(); it != arr.end(); it++)
		cout << *it << ' ';
	cout << endl;

	//首元素插入
	arr.emplace_front(66);
	arr.emplace_front(66);
	arr.emplace_front(66);
	cout << "emplace_front:" << endl;
	for (list::iterator it = arr.begin(); it != arr.end(); it++)
		cout << *it << ' ';
	cout << endl;



	system("pause");
	return 0;
}



6、

操作
merge
合并二个已排序列表 (公开成员函数)
void merge( list& other );
(1)  
void merge( list&& other );
(1) (C++11 起)
template <class Compare> 
void merge( list& other, Compare comp );
(2)  
template <class Compare> 
void merge( list&& other, Compare comp );
(2) (C++11 起)
     

归并二个已排序链表为一个。链表应以升序排序。

不复制元素。操作后容器 other 变为空。若 this == &other 则函数不做任何事。若 get_allocator() != other.get_allocator() ,则行为未定义。没有引用和迭代器变得非法,除了被移动元素的迭代器现在指代到 *this 中,而非到 other 中,第一版本用 operator< 比较元素,第二版本用给定的比较函数 comp 。

此操作是稳定的:对于二个链表中的等价元素,来自 *this 的元素始终前驱来自 other 的元素,而且 *this 和 other 的等价元素顺序不更改。

参数

other - 要交换的另一容器
comp - 比较函数对象(即满足比较 (Compare) 概念的对象),若第一参数小于(即序于)第二参数则返回 ​true 。

比较函数的签名应等价于如下者:

 bool cmp(const Type1 &a, const Type2 &b);

签名不必拥有 const & ,但函数对象必须不修改传递给它的对象。
类型 Type1 与 Type2 必须使得 list<T,Allocator>::const_iterator 类型的对象能在解引用后隐式转换到这两个类型。 ​

返回值

(无)

异常

若抛出异常,则此函数无效果(强异常保证),除非异常来自比较函数。

复杂度

至多 std::distance(begin(), end()) + std::distance(other.begin(), other.end()) - 1 次比较。



splice
从另一个list中移动元素 (公开成员函数)
void splice( const_iterator pos, list& other );
(1)  
void splice( const_iterator pos, list&& other );
(1) (C++11 起)
void splice( const_iterator pos, list& other, const_iterator it );
(2)  
void splice( const_iterator pos, list&& other, const_iterator it );
(2) (C++11 起)
void splice( const_iterator pos, list& other, 
             const_iterator first, const_iterator last);
(3)  
void splice( const_iterator pos, list&& other, 
             const_iterator first, const_iterator last );
(3) (C++11 起)
     

从一个 list 转移元素给另一个。

不复制或移动元素,仅重指向链表结点的内部指针。若 get_allocator() != other.get_allocator() 则行为未定义。没有迭代器或引用被非法化,指向被移动元素的迭代器保持合法,但现在指代到 *this 中,而非到 other 中。

1) 从  other 转移所有元素到  *this 中。元素被插入到  pos 所指向的元素之前。操作后容器  other 变为空。若  this == &other 则行为未定义。
2) 从  other 转移  it 所指向的元素到  *this 。元素被插入到  pos 所指向的元素之前。
3) 从  other 转移范围  [first, last) 中的元素到  *this 。元素被插入到  pos 所指向的元素之前。若  pos 是范围  [first,last) 中的迭代器则行为未定义。

参数

pos - 将插入内容到其前的元素
other - 要自之转移内容的另一容器
it - 要从 other 转移到 *this 的元素
first, last - 要从 other 转移到 *this 的元素范围

返回值

(无)

复杂度

1-2) 常数。

3) 若 this == &other 则为常数,否则与 std::distance(first, last) 成线性。


remove
remove_if
移除满足特定标准的元素 (公开成员函数)
void remove( const T& value );
   
template< class UnaryPredicate >
void remove_if( UnaryPredicate p );
   
     

移除所有满足特定标准的元素。第一版本移除所有等于 value 的元素,第二版本移除所有谓词 p 对它返回 true 的元素。

参数

value - 要移除的元素的值
p - 是否应移除该元素则返回 true 的一元谓词。

谓词函数签名应等价于如下者:

 bool pred(const Type &a);

签名不必拥有 const & ,但函数必须不修改传递给它的对象。
类型 Type 必须使得 list<T,Allocator>::const_iterator 类型对象能在解引用后隐式转换到 Type 。 ​

返回值

(无)

复杂度

与容器大小成线性


reverse
将该链表的所有元素的顺序反转 (公开成员函数)
void reverse();
  (C++11 前)
void reverse() noexcept;
  (C++11 起)
     

逆转容器中的元素顺序。不非法化任何引用或迭代器。

参数

(无)

返回值

(无)

参数

与容器大小成线性


unique
删除连续的重复元素 (公开成员函数)
void unique();
(1)  
template< class BinaryPredicate >
void unique( BinaryPredicate p );
(2)  
     

从容器移除所有相继的重复元素。只留下相等元素组中的第一个元素。第一版本用 operator== 比较元素,第二版本用二元谓词 p比较元素

参数

p - 若元素应被当做相等则返回 ​true 的二元谓词。

谓词函数的签名应等价于如下者:

 bool pred(const Type1 &a, const Type2 &b);

签名不必拥有 const & ,但函数必须不修改传递给它的对象。
类型 Type1 与 Type2 必须使得 list<T,Allocator>::const_iterator 类型的对象能在解引用后隐式转换到这两个类型。

返回值

(无)

复杂度

与容器大小成线性


sort
对元素进行排序 (公开成员函数)
void sort();
(1)  
template< class Compare > 
void sort( Compare comp );
(2)  
     

以升序排序元素。保持相等元素的顺序。第一版本用 operator< 比较元素,第二版本用给定的比较函数 comp 。

若抛出异常,则 *this 中元素顺序未指定。

参数

comp - 比较函数对象(即满足比较 (Compare) 概念的对象),若第一参数小于(即序于)第二参数则返回 ​true 。

比较函数的签名应等价于如下者:

 bool cmp(const Type1 &a, const Type2 &b);

签名不必拥有 const & ,但函数对象必须不修改传递给它的对象。
类型 Type1 与 Type2 必须使得 list<T,Allocator>::const_iterator 类型的对象能在解引用后隐式转换到这两个类型。 ​

返回值

(无)

复杂度

大约 N log N 次比较,其中 N 是表中的元素数。

注意

std::sort 要求随机访问迭代器且不能用于 list 。此函数与 std::sort 的区别在于,它不要求 list 的元素类型可交换,保留所有迭代器的值,并进行稳定排序。



#include
#include

using namespace std;

template
ostream&operator<<(ostream&s, const list&list)
{
	for (auto &i : list)
	{
		s << " " << i;
	}
	return s;
}
int main()
{
	listlist1{ 1, 6, 3, 6, 2, 8 };
	listlist2{ 7, 4, 2, 8, 6, 4, 9 };

	//列表元素排序
	list1.sort();
	list2.sort();

	cout << "list1:" << list1 << endl;
	cout << "list2:" << list2 << endl;
	list1.merge(list2);
	cout << "list1 merge:" << list1 << endl;


	advance(list1.begin(), 0);
	cout << "list1 advace:" << list1 << endl;
	//从一个 list 转移元素给另一个。
	//不复制或移动元素,仅重指向链表结点的内部指针。
	list1.splice(list1.begin(), list2);//将list2所有元素放置到list1中
	cout << "list1:" << list1 << endl;
	cout << "list2:" << list2 <<" size:"< 6; }); // 移除全部大于 6 的元素
	cout << "list2:" << list2 << endl;
	
	//列表反转
	list2.reverse();
	cout << "list2:" << list2 << endl;

	//从容器移除所有相继的重复元素。
	list2.unique();
	cout << "list2:" << list2 << endl;

	system("pause");
	return 0;
}



7、

非成员函数

operator==
operator!=
operator<
operator<=
operator>
operator>=
按照字典顺序比较 list 中的值 (函数模板)
template< class T, class Alloc >

bool operator==( const list<T,Alloc>& lhs,

                 const list<T,Alloc>& rhs );
(1)  
template< class T, class Alloc >

bool operator!=( const list<T,Alloc>& lhs,

                 const list<T,Alloc>& rhs );
(2)  
template< class T, class Alloc >

bool operator<( const list<T,Alloc>& lhs,

                const list<T,Alloc>& rhs );
(3)  
template< class T, class Alloc >

bool operator<=( const list<T,Alloc>& lhs,

                 const list<T,Alloc>& rhs );
(4)  
template< class T, class Alloc >

bool operator>( const list<T,Alloc>& lhs,

                const list<T,Alloc>& rhs );
(5)  
template< class T, class Alloc >

bool operator>=( const list<T,Alloc>& lhs,

                 const list<T,Alloc>& rhs );
(6)  
     

比较二个容器的内容。

1-2) 检查  lhs 与  rhs 的内容是否相等,即是否  lhs.size() == rhs.size() 且每个  lhs 中的元素与  rhs 的同位置元素比较相等。
3-6) 按字典序比较  lhs 与  rhs 的内容。按照等价于  std::lexicographical_compare 的函数进行比较。

参数

lhs, rhs - 要比较内容的容器
-
 为使用重载 (1-2) , T 必须满足 EqualityComparable 的要求。
-
 为使用重载 (3-6) , T 必须满足 LessThanComparable 的要求。顺序关系必须建立全序。

返回值

1) 若容器内容相等则为  true ,否则为  false
2) 若容器内容不相等则为  true ,否则为  false
3) 若  lhs 的内容按字典序 小于  rhs 的内容则为  true ,否则为  false
4) 若  lhs 的内容按字典序 小于等于  rhs 的内容则为  true ,否则为  false
5) 若  lhs 的内容按字典序 大于  rhs 的内容则为  true ,否则为  false
6) 若  lhs 的内容按字典序 大于等于  rhs 的内容则为  true ,否则为  false

复杂度

与容器大小成线性


std::swap (std::list)
特化 std::swap 算法 (函数模板)
template< class T, class Alloc >

void swap( list<T,Alloc>& lhs, 

           list<T,Alloc>& rhs );
  (C++17 前)
template< class T, class Alloc >

void swap( list<T,Alloc>& lhs, 

           list<T,Alloc>& rhs ) noexcept(/* see below */);
  (C++17 起)
     

为 std::list 特化 std::swap 算法。交换 lhs 与 rhs 的内容。调用 lhs.swap(rhs) 。

参数

lhs, rhs - 要交换内容的容器

返回值

(无)

复杂度

常数。

异常

noexcept 规定:  
noexcept(noexcept(lhs.swap(rhs)))
(C++17 起)



#include 
#include 
using namespace std;
int main()
{
	list a = { 10, 20, 30 };
	list b = { 10, 20, 30 };
	list c = { 30, 20, 10 };

	if (a == b) 
		cout << "a and b are equal\n";
	if (b != c) 
		cout << "b and c are not equal\n";
	if (bb) 
		cout << "c is greater than b\n";
	if (a <= b) 
		cout << "a is less than or equal to b\n";
	if (a >= b) 
		cout << "a is greater than or equal to b\n";

	system("pause");
	return 0;
}
swap:

//swap (deque overload)
#include 
#include 

using namespace std;

int main()
{
	unsigned int i;
	list foo(3, 100);   // three ints with a value of 100
	list bar(5, 200);   // five ints with a value of 200

	swap(foo, bar);

	cout << "foo contains:";
	for (list::iterator it = foo.begin(); it != foo.end(); ++it)
		cout << ' ' << *it;
	cout << '\n';

	cout << "bar contains:";
	for (list::iterator it = bar.begin(); it != bar.end(); ++it)
		cout << ' ' << *it;
	cout << '\n';

	system("pause");
	return 0;
}


自定义类测试:

#include
#include

using namespace std;

class Myclass
{
public :
	Myclass(int a, int b_) :b(b_)
	{
		this->a = a;
	}
	void fun()
	{
		cout << "My fun" << endl;
	}

	int b;
private:
	int a;


};



int main()
{
	listlst;
	Myclass *p = new Myclass(5,6);
	lst.push_back(p);
	lst.front()->fun();
	cout << lst.front()->b << endl;


	system("pause");
	return 0;
}


待续。。。。。。。


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