List容器的详解

• 标准模板库(STL)介绍
  • 0 前言.
  • 1 定义一个list
  • 2 使用list的成员函数push_back和push_front插入一个元素到list中
  • 3 list的成员函数empty()
  • 4 用for循环来处理list中的元素
  • 5 用STL的通用算法for_each来处理list中的元素
  • 6 用STL的通用算法count_if()来统计list中的元素个数
  • 7 使用count_if()的一个更加复杂的函数对象。
  • 8 使用STL通用算法find()在list中查找对象
  • 9 使用STL通用算法find_if()在list中搜索对象
  • 10 使用STL通用算法search在list中找一个序列
  • 11 使用list的成员函数sort()排序一个list。
  • 12 用list的成员函数插入元素到list中
  • 13 List 构造函数
  • 14 使用list成员函数从list中删除元素
  • 15 用list成员函数remove()从list中删除元素。
  • 16 使用STL通用算法remove()从list中删除元素
  • 17 使用STL通用算法stable_partition()和list成员函数splice()来划分一个list
  • 18 结论
  • 在field中使用STL
  • 19 参考书目：

本文以List容器为例子，介绍了STL的基本内容，从容器到迭代器，再到普通函数，而且例子丰富，通俗易懂。不失为STL的入门文章，新手不容错过!

 

0 前言.

---

这篇文章是关于C++语言的一个新的扩展——标准模板库的（Standard Template Library），也叫STL。

当我第一次打算写一篇关于STL的文章的时候，我不得不承认我当时低估了这个话题的深度和广度。有很多内容要含盖，也有很多详细描述STL的书。因 此我重 新考虑了一下我原来的想法。我为什么要写这篇文章，又为什么要投稿呢？这会有什麽用呢？有再来一篇关于STL的文章的必要吗？

当我翻开Musser and Saini的页时，我看到了编程时代在我面前消融。我能看到深夜消失了， 目标软件工程出现了。我看到了可维护的代码。一年过去了，我使用STL写的软件仍然很容易维护。 让人吃惊的是其他人可以没有我而维护的很好！

然而，我也记得在一开始的时候很难弄懂那些技术术语。一次，我买了Musser&Saini，每件事都依次出现，但是在那以前我最渴望得到的东西是一些好的例子。

当我开始的时候，作为C++一部分的Stroustrup还没出来，它覆盖了STL。

因此我想写一篇关于一个STL程序员的真实生活的文章可能会有用。如果我手上有一些好的例子的话，特别是象这样的新题目，我会学的更快。

另外一件事是STL应该很好用。因此，理论上说，我们应该可以马上开始使用STL。

什麽是STL呢？STL就是Standard Template Library，标准模板库。这可能是一个历史上最令人兴奋的工具的最无聊的术语。从根本上说，STL是一些“容器”的集合，这些“容器”有list, vector,set,map等，STL也是算法和其他一些组件的集合。这里的“容器”和算法的集合指的是世界上很多聪明人很多年的杰作。

STL的目的是标准化组件，这样你就不用重新开发它们了。你可以仅仅使用这些现成的组件。STL现在是C++的一部分，因此不用额外安装什麽。它被 内建在 你的编译器之内。因为STL的list是一个简单的容器，所以我打算从它开始介绍STL如何使用。如果你懂得了这个概念，其他的就都没有问题了。另外， list容器是相当简单的，我们会看到这一点。

这篇文章中我们将会看到如何定义和初始化一个list，计算它的元素的数量，从一个list里查找元素，删除元素，和一些其他的操作。要作到这些，我们将 会讨论两个不同的算法，STL通用算法都是可以操作不止一个容器的，而list的成员函数是list容器专有的操作。

这是三类主要的STL组件的简明纲要。STL容器可以保存对象，内建对象和类对象。它们会安全的保存对象，并定义我们能够操作的这个对象的接口。放 在蛋架 上的鸡蛋不会滚到桌上。它们很安全。因此，在STL容器中的对象也很安全。我知道这个比喻听起来很老土，但是它很正确。

STL算法是标准算法，我们可以把它们应用在那些容器中的对象上。这些算法都有很著名的执行特性。它们可以给对象排序，删除它们，给它们记数，比较，找出特殊的对象，把它们合并到另一个容器中，以及执行其他有用的操作。

STL iterator就象是容器中指向对象的指针。STL的算法使用iterator在容器上进行操作。Iterator设置算法的边界 ，容器的长度，和其他一些事情。举个例子，有些iterator仅让算法读元素，有一些让算法写元素，有一些则两者都行。 Iterator也决定在容器中处理的方向。

你可以通过调用容器的成员函数begin()来得到一个指向一个容器起始位置的iterator。你可以调用一个容器的 end() 函数来得到过去的最后一个值（就是处理停在那的那个值）。

这就是STL所有的东西，容器、算法、和允许算法工作在容器中的元素上的iterator。 算法以合适、标准的方法操作对象，并可通过iterator得到容器精确的长度。一旦做了这些，它们就在也不会“跑出边界”。 还有一些其他的对这些核心组件类型有功能性增强的组件，例如函数对象。我们将会看到有关这些的例子，现在 ，我们先来看一看STL的list。

 

1 定义一个list

---

我们可以象这样来定义一个STL的list：

#include 
#include 
int main (void) 
{
list Milkshakes;
  return 0;
}

这就行了，你已经定义了一个list。简单吗？list Milkshakes这句是你声明了list模板类 的一个实例，然后就是实例化这个类的一个对象。但是我们别急着做这个。在这一步其实你只需要知道你定义了 一个字符串的list。你需要包含提供STL list类的头文件。我用gcc 2.7.2在我的Linux上编译这个测试程序，例如：

g++ test1.cpp -o test1

注意iostream.h这个头文件已经被STL的头文件放弃了。这就是为什么这个例子中没有它的原因。

现在我们有了一个list，我们可以看实使用它来装东西了。我们将把一个字符串加到这个list里。有一个非常 重要的东西叫做list的值类型。值类型就是list中的对象的类型。在这个例子中,这个list的值类型就是字符串,string ， 这是因为这个list用来放字符串。

 

2 使用list的成员函数push_back和push_front插入一个元素到list中

---

#include 
#include 

int main (void) 
{
list Milkshakes;
  Milkshakes.push_back("Chocolate");
  Milkshakes.push_back("Strawberry");
  Milkshakes.push_front("Lime");
  Milkshakes.push_front("Vanilla");
  return 0;
}

我们现在有个4个字符串在list中。list的成员函数push_back()把一个对象放到一个list的后面，而 push_front()把对象放到前面。我通常把一些错误信息push_back()到一个list中去，然后push_front()一个标题到 list中， 这样它就会在这个错误消息以前打印它了。

 

3 list的成员函数empty()

---

知道一个list是否为空很重要。如果list为空，empty()这个成员函数返回真。 我通常会这样使用它。通篇程序我都用push_back()来把错误消息放到list中去。然后，通过调用empty() 我就可以说出这个程序是否报告了错误。如果我定义了一个list来放信息，一个放警告，一个放严重错误， 我就可以通过使用empty()轻易的说出到底有那种类型的错误发生了。

我可以整理这些list，然后在打印它们之前，用标题来整理它们，或者把它们排序成类。

这是我的意思：

 

/*
|| Using a list to track and report program messages and status 
*/
#include 
#include 
#include 
int main (void) 
{
  #define OK 0 
  #define INFO 1
  #define WARNING 2
  int return_code;
 list InfoMessages;
  list WarningMessages;

  // during a program these messages are loaded at various points
InfoMessages.push_back("Info: Program started");
  // do work...
WarningMessages.push_back("Warning: No Customer records have been found");
  // do work...

  return_code = OK; 

 if  (!InfoMessages.empty()) {          // there were info messages
     InfoMessages.push_front("Informational Messages:");
     // ... print the info messages list, we'll see how later
     return_code = INFO;
  }

  if  (!WarningMessages.empty()) {       // there were warning messages
     WarningMessages.push_front("Warning Messages:");
     // ... print the warning messages list, we'll see how later
     return_code = WARNING;              
  }

  // If there were no messages say so.
 if (InfoMessages.empty() && WarningMessages.empty()) {
     cout << "There were no messages " << endl;
  }

  return return_code;
}

 

4 用for循环来处理list中的元素

我们想要遍历一个list，比如打印一个中的所有对象来看看list上不同操作的结果。要一个元素一个元素的遍历一个list， 我们可以这样做：

/*
|| How to print the contents of a simple STL list. Whew! 
*/
#include 
#include 
#include 

int main (void) 
{
  list Milkshakes;
  list::iterator MilkshakeIterator;

  Milkshakes.push_back("Chocolate");
  Milkshakes.push_back("Strawberry");
  Milkshakes.push_front("Lime");
  Milkshakes.push_front("Vanilla");

  // print the milkshakes
  Milkshakes.push_front("The Milkshake Menu");
  Milkshakes.push_back("*** Thats the end ***");
  for (MilkshakeIterator=Milkshakes.begin(); 
         MilkshakeIterator!=Milkshakes.end(); 
          ++MilkshakeIterator) 
  {
    // dereference the iterator to get the element
    cout << *MilkshakeIterator << endl;
  }     
}

这个程序定义了一个iterator，MilkshakeIterator。我们把它指向了这个list的第一个元素。 这可以调用Milkshakes.begin()来作到，它会返回一个指向list开头的iterator。然后我们把它和 Milkshakes.end()的 返回值来做比较，当我们到了那儿的时候就停下来。

容器的end()函数会返回一个指向容器的最后一个位置的iterator。当我们到了那里，就停止操作。 我们不能不理容器的end()函数的返回值。我们仅知道它意味着已经处理到了这个容器的末尾，应该停止处理了。 所有的STL容器都要这样做。

在上面的例子中，每一次执行for循环，我们就重复引用iterator来得到我们打印的字符串。

在STL编程中，我们在每个算法中都使用一个或多个iterator。我们使用它们来存取容器中的对象。 要存取一个给定的对象，我们把一个iterator指向它，然后间接引用这个iterator。

这个list容器，就象你所想的，它不支持在iterator加一个数来指向隔一个的对象。 就是说，我们不能用Milkshakes.begin()+2来指向list中的第三个对象，因为STL的list是以双链的list来实现的， 它不支持随机存取。vector和deque(向量和双端队列)和一些其他的STL的容器可以支持随机存取。

上面的程序打印出了list中的内容。任何人读了它都能马上明白它是怎麽工作的。它使用标准的iterator和标准 的list容器。没有多少程序员依赖它里面装的东西， 仅仅是标准的C++。这是一个向前的重要步骤。这个例子使用STL使我们的软件更加标准。

 

5 用STL的通用算法for_each来处理list中的元素

---

使用STL list和 iterator，我们要初始化、比较和给iterator增量来遍历这个容器。STL通用的for_each 算法能够减轻我们的工作。

/*
|| How to print a simple STL list MkII
*/
#include 
#include 
#include 
#include 

PrintIt (string& StringToPrint) {
  cout << StringToPrint << endl;
}

int main (void) {
  list FruitAndVegetables;
  FruitAndVegetables.push_back("carrot");
  FruitAndVegetables.push_back("pumpkin");
  FruitAndVegetables.push_back("potato");
  FruitAndVegetables.push_front("apple");
  FruitAndVegetables.push_front("pineapple");

  for_each  (FruitAndVegetables.begin(), FruitAndVegetables.end(), PrintIt);
}

在这个程序中我们使用STL的通用算法for_each()来遍历一个iterator的范围，然后调用PrintIt()来处理每个对象。 我们不需要初始化、比较和给iterator增量。for_each()为我们漂亮的完成了这些工作。我们执行于对象上的 操作被很好的打包在这个函数以外了，我们不用再做那样的循环了，我们的代码更加清晰了。

for_each算法引用了iterator范围的概念，这是一个由起始iterator和一个末尾iterator指出的范围。 起始iterator指出操作由哪里开始，末尾iterator指明到哪结束，但是它不包括在这个范围内。 用STL的通用算法count()来统计list中的元素个数。

STL的通用算法count()和count_it()用来给容器中的对象记数。就象for_each()一样，count()和count_if() 算法也是在iterator范围内来做的。

让我们在一个学生测验成绩的list中来数一数满分的个数。这是一个整型的List。

/*
|| How to count objects in an STL list
*/
#include 
#include 
#
int main (void) 
{
  list Scores;
#
  Scores.push_back(100); Scores.push_back(80);
  Scores.push_back(45); Scores.push_back(75);
  Scores.push_back(99); Scores.push_back(100);
#
  int NumberOf100Scores(0);     
  count (Scores.begin(), Scores.end(), 100, NumberOf100Scores);
#
  cout << "There were " << NumberOf100Scores << " scores of 100" << endl;
}

count()算法统计等于某个值的对象的个数。上面的例子它检查list中的每个整型对象是不是100。每次容器中的对象等于100，它就给NumberOf100Scores加1。这是程序的输出：

There were 2 scores of 100

 

6 用STL的通用算法count_if()来统计list中的元素个数

---

count_if()是count()的一个更有趣的版本。他采用了STL的一个新组件，函数对象。count_if() 带一个函数对象的参数。函数对象是一个至少带有一个operator()方法的类。有些STL算法作为参数接收 函数对象并调用这个函数对象的operator()方法。

函数对象被约定为STL算法调用operator时返回true或false。它们根据这个来判定这个函数。举个例子会 说的更清楚些。count_if()通过传递一个函数对象来作出比count()更加复杂的评估以确定一个对象是否应该被 记数。在这个例子里我们将数一数牙刷的销售数量。我们将提交包含四个字符的销售码和产品说明的销售记录。

 

/*
|| Using a function object to help count things
*/
#include 
#include 
#include 

const string ToothbrushCode("0003");

class IsAToothbrush 
{
public:  
   bool operator() ( string& SalesRecord ) 
   {
     return SalesRecord.substr(0,4)==ToothbrushCode;
   }     
};

int main (void) 
{
  list SalesRecords;

  SalesRecords.push_back("0001 Soap");
  SalesRecords.push_back("0002 Shampoo");
  SalesRecords.push_back("0003 Toothbrush");
  SalesRecords.push_back("0004 Toothpaste");
  SalesRecords.push_back("0003 Toothbrush");

  int NumberOfToothbrushes(0);  
  count_if (SalesRecords.begin(), SalesRecords.end(), 
             IsAToothbrush(), NumberOfToothbrushes);

  cout << "There were " 
       << NumberOfToothbrushes 
       << " toothbrushes sold" << endl;
}

这是这个程序的输出：

There were 2 toothbrushes sold

这个程序是这样工作的：定义一个函数对象类IsAToothbrush，这个类的对象能判断出卖出的是否是牙刷 。如果这个记录是卖出牙刷的记录的话，函数调用operator()返回一个true，否则返回false。

count_if()算法由第一和第二两个iterator参数指出的范围来处理容器对象。它将对每个 IsAToothbrush? ()返回true的容器中的对象增加NumberOfToothbrushes的值。

最后的结果是NumberOfToothbrushes这个变量保存了产品代码域为"0003"的记录的个数，也就是牙刷的个数。

注意count_if()的第三个参数IsAToothbrush()，它是由它的构造函数临时构造的一个对象。你可以把IsAToothbrush类的一个临时对象 传递给count_if()函数。count_if()将对该容器的每个对象调用这个函数。

****************************************

Lists将元素按顺序储存在链表中. 与 向量(vectors)相比, 它允许快速的插入和删除，但是随机访问却比较慢.

assign() 给list赋值
back() 返回最后一个元素
begin() 返回指向第一个元素的迭代器
clear() 删除所有元素
empty() 如果list是空的则返回true
end() 返回末尾的迭代器
erase() 删除一个元素
front() 返回第一个元素
get_allocator() 返回list的配置器
insert() 插入一个元素到list中
max_size() 返回list能容纳的最大元素数量
merge() 合并两个list
pop_back() 删除最后一个元素
pop_front() 删除第一个元素
push_back() 在list的末尾添加一个元素
push_front() 在list的头部添加一个元素
rbegin() 返回指向第一个元素的逆向迭代器
remove() 从list删除元素
remove_if() 按指定条件删除元素
rend() 指向list末尾的逆向迭代器
resize() 改变list的大小
reverse() 把list的元素倒转
size() 返回list中的元素个数
sort() 给list排序
splice() 合并两个list
swap() 交换两个list
unique() 删除list中重复的元素

附List用法实例：

#include
#include
#include
#include

using namespace std;

//创建一个list容器的实例LISTINT
typedef list LISTINT;

//创建一个list容器的实例LISTCHAR
typedef list LISTCHAR;

void main(void)
{
    //--------------------------
    //用list容器处理整型数据
    //--------------------------
    //用LISTINT创建一个名为listOne的list对象
    LISTINT listOne;
    //声明i为迭代器
    LISTINT::iterator i;

    //从前面向listOne容器中添加数据
    listOne.push_front (2);
    listOne.push_front (1);

    //从后面向listOne容器中添加数据
    listOne.push_back (3);
    listOne.push_back (4);

    //从前向后显示listOne中的数据
    cout<<"listOne.begin()--- listOne.end():"<     for (i = listOne.begin(); i != listOne.end(); ++i)
        cout << *i << " ";
    cout << endl;

    //从后向后显示listOne中的数据
LISTINT::reverse_iterator ir;
    cout<<"listOne.rbegin()---listOne.rend():"<     for (ir =listOne.rbegin(); ir!=listOne.rend();ir++) {
        cout << *ir << " ";
    }
    cout << endl;

    //使用STL的accumulate(累加)算法
    int result = accumulate(listOne.begin(), listOne.end(),0);
    cout<<"Sum="<     cout<<"------------------"<

    //--------------------------
    //用list容器处理字符型数据
    //--------------------------

    //用LISTCHAR创建一个名为listOne的list对象
    LISTCHAR listTwo;
    //声明i为迭代器
    LISTCHAR::iterator j;

    //从前面向listTwo容器中添加数据
    listTwo.push_front ('A');
    listTwo.push_front ('B');

    //从后面向listTwo容器中添加数据
    listTwo.push_back ('x');
    listTwo.push_back ('y');

    //从前向后显示listTwo中的数据
    cout<<"listTwo.begin()---listTwo.end():"<     for (j = listTwo.begin(); j != listTwo.end(); ++j)
        cout << char(*j) << " ";
    cout << endl;

    //使用STL的max_element算法求listTwo中的最大元素并显示
    j=max_element(listTwo.begin(),listTwo.end());
    cout << "The maximum element in listTwo is: "< }

#include
#include

using namespace std;
typedef list INTLIST;

//从前向后显示list队列的全部元素
void put_list(INTLIST list, char *name)
{
    INTLIST::iterator plist;

    cout << "The contents of " << name << " : ";
    for(plist = list.begin(); plist != list.end(); plist++)
        cout << *plist << " ";
    cout< }

//测试list容器的功能
void main(void)
{
//list1对象初始为空
    INTLIST list1;  
    //list2对象最初有10个值为6的元素
    INTLIST list2(10,6);
    //list3对象最初有3个值为6的元素
    INTLIST list3(list2.begin(),--list2.end());

    //声明一个名为i的双向迭代器
    INTLIST::iterator i;

    //从前向后显示各list对象的元素
    put_list(list1,"list1");
    put_list(list2,"list2");
    put_list(list3,"list3");
   
//从list1序列后面添加两个元素
list1.push_back(2);
list1.push_back(4);
cout<<"list1.push_back(2) and list1.push_back(4):"<     put_list(list1,"list1");

//从list1序列前面添加两个元素
list1.push_front(5);
list1.push_front(7);
cout<<"list1.push_front(5) and list1.push_front(7):"<     put_list(list1,"list1");

//在list1序列中间插入数据
list1.insert(++list1.begin(),3,9);
cout<<"list1.insert(list1.begin()+1,3,9):"<     put_list(list1,"list1");

//测试引用类函数
cout<<"list1.front()="< cout<<"list1.back()="<

//从list1序列的前后各移去一个元素
list1.pop_front();
list1.pop_back();
cout<<"list1.pop_front() and list1.pop_back():"<     put_list(list1,"list1");

//清除list1中的第2个元素
list1.erase(++list1.begin());
cout<<"list1.erase(++list1.begin()):"<     put_list(list1,"list1");

//对list2赋值并显示
list2.assign(8,1);
cout<<"list2.assign(8,1):"<     put_list(list2,"list2");

//显示序列的状态信息
cout<<"list1.max_size(): "< cout<<"list1.size(): "< cout<<"list1.empty(): "<

//list序列容器的运算
    put_list(list1,"list1");
    put_list(list3,"list3");
cout<<"list1>list3: "<<(list1>list3)< cout<<"list1

//对list1容器排序
list1.sort();
    put_list(list1,"list1");
   
//结合处理
list1.splice(++list1.begin(), list3);
    put_list(list1,"list1");
    put_list(list3,"list3");
}

补充：STL标准函数find进行vector 、list链表查找

#include
#include
#include

class example
{
public:
example(int val)
{
i = val;
}

bool operator==(example const & rhs)
{
return (i == rhs.i) ? true : false;
}

private:
int i;
};
using namespace std;
int main(void)
{
vector ve;
ve.push_back(1);
vector::iterator it;
example elem(1);
it = find(ve.begin(), ve.end(), elem);
cout<

}

转载地址：http://hustxiaoxian.blog.163.com/blog/static/2184920252013397552740/