C++学习_初阶（八）——list
1. list的介绍及使用
1.1的介绍
- list是可以在常数范围内在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。
- list的底层是双向链表结构，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。
- list与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。
- 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。
- 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：在STL中的容器中一共有两大类：1.序列式容器 （线性的，有前后顺序，比如链表，）2.关联式容器（非线性的，没有前后顺序，比如说二叉树）
1.2 list的使用
list中的接口比较多，此处类似，只需要掌握如何正确的使用，然后再去深入研究背后的原理，已达到可扩展的能力。以下为list中一些常见的重要接口。
1.2.1 list的构造
| 构造函数（ (constructor)） | 接口说明 |
|---|---|
| list() | 构造空的list |
| list (size_type n, const value_type& val = value_type()) | 构造的list中包含n个值为val的元素 |
| list (const list& x) | 拷贝构造函数 |
| list (InputIterator first, InputIterator last) | 用[first, last)区间中的元素构造list |
1.2.2 list iterator的使用
此处，大家可暂时将迭代器理解成一个指针，该指针指向list中的某个节点
| 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 |
| 【注意】 |
- begin与end为正向迭代器，对迭代器执行++操作，迭代器向后移动
- rbegin(end)与rend(begin)为反向迭代器，对迭代器执行++操作，迭代器向前移动
1.2.3 list capacity
| 函数声明） | 接口说明 |
|---|---|
| empty | 检测list是否为空，是返回true，否则返回false |
| size | 返回list中有效节点的个数 |
1.2.4 list element access
| 函数声明） | 接口说明 |
|---|---|
| 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 |
1.2.5 list modifiers
| 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list position位置的元素 |
| swap | 交换两个list中的元素 |
| clear | 清空list中的有效元素 |
- 插入
#include
using namespace std;
//(1）iterator insert(iterator position, const value_type& val);
//（2）void insert(iterator position, size_type n, const value_type& val);
//（3）void insert(iterator position, InputIterator first, InputIterator last);
void main()
{
list<int>lt1;
lt1.insert(lt1.end(), 5);
for (const auto& e : lt1)
cout << e << "——>";
cout << "Over." << endl;
lt1.insert(lt1.end(), 3, 7);
for (const auto& e : lt1)
cout << e << "——>";
cout << "Over." << endl;
int ar[] = { 3, 4, 7, 6 };
int n = sizeof(ar) / sizeof(ar[0]);
list<int> lt4(ar, ar + n);
//list::iterator start = lt4.begin();
//list::iterator end = lt4.begin();
//end++;
//end++;
list<int>::iterator start = find(lt4.begin(), lt4.end(), 4);
list<int>::iterator end = find(lt4.begin(), lt4.end(), 6);
lt1.insert(lt1.end(), start,end);
for (const auto& e : lt1)
cout << e << "——>";
cout << "Over." << endl;
}
2. 删除
#include
using namespace std;
//删除
//iterator erase(iterator position);
//iterator erase(iterator first, iterator last);
void main()
{
int ar[] = { 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 9,10 };
int n = sizeof(ar) / sizeof(ar[0]);
list<int> lt4(ar, ar + n);
for (const auto& e : lt4)
cout << e << "——>";
cout << "Over." << endl;
lt4.erase(lt4.begin());
for (const auto& e : lt4)
cout << e << "——>";
cout << "Over." << endl;
lt4.erase(--lt4.end());//因为end指向的是最后一个元素的后一个元素位置，这里是是头指针，所以我们要--
for (const auto& e : lt4)
cout << e << "——>";
cout << "Over." << endl;
list<int>::iterator start = find(lt4.begin(), lt4.end(), 3);
list<int>::iterator end = find(lt4.begin(), lt4.end(), 8);
lt4.erase( start, end);
for (const auto& e : lt4)
cout << e << "——>";
cout << "Over." << endl;
}
- 清除
#include
using namespace std;
void main()
{
int ar[] = { 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 9,10 };
int n = sizeof(ar) / sizeof(ar[0]);
list<int> lt4(ar, ar + n);
for (const auto& e : lt4)
cout << e << "——>";
cout << "Over." << endl;
lt4.clear();
for (const auto& e : lt4)
cout << e << "——>";
cout << "Over." << endl;
}
- 排序
（1）sort()
#include
using namespace std;
//排序
void main()
{
int ar[] = { 9,2, 3,1, 4, 7 ,5, 6,10 };
int n = sizeof(ar) / sizeof(ar[0]);
list<int> lt4(ar, ar + n);
for (const auto& e : lt4)
cout << e << "——>";
cout << "Over." << endl;
//无参默认从小到大排序
lt4.sort();
for (const auto& e : lt4)
cout << e << "——>";
cout << "Over." << endl;
}
（2） void sort (Compare comp)
#include
#include- unique()
（1）无参的是删除连续的重复值
#include
using namespace std;
void main()
{
int ar[] = { 1,1,2,2,3,3,4,4,5,6,7,8};
int n = sizeof(ar) / sizeof(ar[0]);
list<int> lt4(ar, ar + n);
for (const auto& e : lt4)
cout << e << "——>";
cout << "Over." << endl;
lt4.unique();//删除连续的重复值
for (const auto& e : lt4)
cout << e << "——>";
cout << "Over." << endl;
}
（2）void unique (BinaryPredicate binary_pred);
#include
#include
- resize()
重新调整大小
#include
#include
- remove()
#include
#include
- swap()
#include
#include
- 合并链表
（1）void merge (list& x);
#include
#include
10.拼接splice
拼接是可以在任意位置，卡头，结尾，中间任意位置，而合并是只能在尾部。
（1）在尾部
#include
#include
（2）在中间位置，在lt1 的3 的位置拼接（这里会拼接到3的前面）
#include
#include
1.2.6 list的迭代器失效
- 什么是迭代器失效：
前面说过，此处大家可将迭代器暂时理解成类似于指针，迭代器失效即迭代器所指向的节点的无效，即该节点被删除了。因为list的底层结构为带头结点的双向循环链表，因此在list中进行插入时是不会导致list的迭代器失效的，只有在删除时才会失效，并且失效的只是指向被删除节点的迭代器，其他迭代器不会受到影响。 - 解决办法
在涉及到删除的地方一定要记得最迭代器重新赋值。就是在删除之前让迭代器指向下一个节点的位置。否则删除了就无法获取下一个节点的位置。
- 失效代码
#include
using namespace std;
void main()
{
list <int> mylist;
for (int i = 1; i <= 10; ++i)
mylist.push_back(i);
list<int>::iterator it = mylist.begin();
while (it != mylist.end())
{
cout << *it << " ";
++it;
}
cout << endl;
list<int>::iterator p = mylist.begin();
while (p != mylist.end())
{
mylist.erase(p);
p++;
}
}
- 修改后
#include
using namespace std;
void main()
{
list <int> mylist;
for (int i = 1; i <= 10; ++i)
mylist.push_back(i);
list<int>::iterator it = mylist.begin();
while (it != mylist.end())
{
cout << *it << " ";
++it;
}
cout << endl;
list<int>::iterator p = mylist.begin();
while (p != mylist.end())
{
p = mylist.erase(p);
}
}
2. list的深度剖析及模拟实现
在这里插入代码片