STL好难（4）：list的使用

和列表很像

1.list的介绍

点击这里查看 list 的官方文档

list类似数据结构中的链表

• 1. 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。
• 2. 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。
• 3. 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。
• 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)

2.list的常见构造 

构造函数 (constructor)	接口说明
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()	构造空的list
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

// 构造空的L1
list L1; 

// L2中放4个值为100的元素                    
list L2(4, 100);

// 用L2的[begin(), end()）左闭右开的区间构造L3
list L3(l2.begin(), l2.end());  

// 用L3拷贝构造L4
list L4(l3);                    

3.list的遍历方式

迭代器：

begin 获取一个字符的迭代器， end获取最后一个字符下一个位置的迭代器

#include
#include
using namespace std;

int main()
{
	list lt; // 定义容器lt
 
	// 尾插5个数据
	lt.push_back(1);
	lt.push_back(2);
	lt.push_back(3);
	lt.push_back(4);
	lt.push_back(5);
 
	// 使用迭代器访问数据
	list::iterator it = lt.begin();
	while (it != lt.end())
	{
		cout << *it << " ";
		it++;
	}
	cout << endl;
 
	return 0;
}

范围for：

底层也用迭代器实现的

int main()
{
	list lt; // 定义容器lt
 
	// 尾插5个数据
	lt.push_back(1);
	lt.push_back(2);
	lt.push_back(3);
	lt.push_back(4);
	lt.push_back(5);
 
	// 使用范围for访问数据
	for (auto a : lt)
	{
		cout << a << " ";
	}
	cout << endl;

	return 0;
}

4.list的迭代器：

begin和end

通过 begin （）函数可以得到容器中第一个元素的正向迭代器

通过 end （）函数可以得到容器中最后一个元素的后一个位置的正向迭代器

#include
#include
using namespace std;

int main()
{
	list lt; // 定义容器lt
 
	// 尾插5个数据
	lt.push_back(1);
	lt.push_back(2);
	lt.push_back(3);
	lt.push_back(4);
	lt.push_back(5);
    
    //正向迭代器遍历容器
    list::iterator it = lt.begin();
	//也可以用auto来自动识别：auto it = lt.begin();
	while (it != lt.end())
	{
		cout << *it << " ";
		it++;
	}
	cout << endl;
 
	return 0;
}

 结果：

rbegin和rend

通过 rbegin 函数可以得到容器中最后一个元素的反向迭代器

通过 rend 函数可以得到容器中第一个元素的前一个位置的反向迭代器

#include
#include
using namespace std;

int main()
{
	list lt; // 定义容器lt
 
	// 尾插5个数据
	lt.push_back(1);
	lt.push_back(2);
	lt.push_back(3);
	lt.push_back(4);
	lt.push_back(5);
    
    //反向迭代器遍历容器
    list::reverse_iterator it = lt.rbegin();
	//也可以用auto来自动识别：auto it = lt.rbegin();
	while (it != lt.rend())
	{
		cout << *it << " ";
		it++;
	}
	cout << endl;
 
	return 0;
}

 

C++11加入的迭代器

cbegin和cend，是const修饰的迭代器

crbegin和crend，是const修饰的反向迭代器

5.list的空间扩容

empty

判断链表是否为空，为空返回0，不为空，返回其他

如下面的例子：

int main()
{
	list lt; 

	// 尾插5个数据
	lt.push_back(1);
	lt.push_back(2);
	lt.push_back(3);
	lt.push_back(4);
	lt.push_back(5);

    int sum = 0;
	while (!lt.empty())
	{
		sum += lt.front();
		lt.pop_front();
	}

	std::cout << "total: " << sum << '\n';

	return 0;
}

当链表不为空时，sum+=头结点的值，然后进行头删，计算链表的累加结果。

size

用于计算链表的大小

int main()
{
	list lt;

	// 尾插5个数据
	lt.push_back(1);
	lt.push_back(2);
	lt.push_back(3);
	lt.push_back(4);
	lt.push_back(5);

	std::cout << "size: " << lt.size() << '\n';

	return 0;
}

max_size

返回链表可以容纳的最大元素数

6.list的元素访问：

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

7.list的元素修改：

官方文档内容：

 需要重点掌握的内容：

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_fornt	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

需要注意，list没有定义find函数，需要用库里面的find来进行查找

如下：在3的前面插入30

int main()
{
	list lt;

	// 尾插5个数据
	lt.push_back(1);
	lt.push_back(2);
	lt.push_back(3);
	lt.push_back(4);
	lt.push_back(5);

	list::iterator it = find(lt.begin(), lt.end(), 3);
	if (it != lt.end())
	{
		lt.insert(it, 30);
	}

	for (auto e : lt)
	{
		cout << e << " ";
	}
	cout << endl;
	
	return 0;
}

8.list的一些操作：

splice：接合，将链表A结合到链表B的某个位置，注意这里不是拷贝过去，是真真正正的拿过去，接合后，链表A变为空

remove：就是find+erase，去除链表的一个元素，涉及到仿函数

unique：去重，也需要有序

merge：合并，两个有序链表合并，合并出来后依旧有序

sort：排序

        算法库里面已经提供了一个sort，为什么list里面还要提供一个sort
        

算法库里面的sort理论上可以传任何类型的参数

但是内部使用迭代器有要求，名字按时你要传随即迭代器

preverse：逆置list链表