C++ STL--list容器

1、STL简介

C++ STL（标准模板库）是一套功能强大的 C++ 模板类，提供了通用的模板类和函数，这些模板类和函数可以实现多种流行和常用的算法和数据结构，如向量、链表、队列、栈。C++ 标准模板库的核心包括以下三个组件：

这三个组件都带有丰富的预定义函数，帮助我们通过简单的方式处理复杂的任务。

2、list容器原理介绍

STL list 容器，又称双向链表容器，即该容器的底层是以双向链表的形式实现的。这意味着，list 容器中的元素可以分散存储在内存空间里，而不是必须存储在一整块连续的内存空间中。下图展示了双向链表容器是如何存储元素的。

可以看到，list 容器中各个元素的前后顺序是靠指针来维系的，每个元素都配备了 2 个指针，分别指向它的前一个元素和后一个元素。其中第一个元素的前向指针总为 null，因为它前面没有元素；同样，尾部元素的后向指针也总为 null。

3、list容器使用介绍

list 容器以模板类 list（T 为存储元素的类型）的形式在头文件中，并位于 std 命名空间中。因此在使用list容器之前需要包含list容器头文件。

#include 

（1）创建list容器

下面创建的是一个元素类型是int的list。

std::list<int> var;

（2）list成员函数

• 迭代器函数 （Iterators）
  
  迭代器函数共有8个，其中后面四个函数是C++11标准新增。

• 容量函数（Capacity）
  

• 元素访问函数（Element access）
  

• 修改函数（Modifiers）
  
  其中emplace_front 、emplace_back 和 emplace 是C++11标准新增函数。

• 操作函数（Operations）
  

4、list使用实例

• 使用迭代器遍历 list 容器中的各个元素。

#include 
#include 
using namespace std;
int main()
{
    //创建 list 容器
    std::list<char> values{'h','t','t','p',':','/','/','c','.','b','i','a','n','c','h','e','n','g','.','n','e','t'};
    //使用begin()/end()迭代器函数对输出list容器中的元素
    for (std::list<char>::iterator it = values.begin(); it != values.end(); ++it) {
        std::cout << *it;
    }
    cout << endl;
    //使用 rbegin()/rend()迭代器函数输出 lsit 容器中的元素
    for (std::list<char>::reverse_iterator it = values.rbegin(); it != values.rend();++it) {
        std::cout << *it;
    }
    return 0;
}

• 基本插入、接合等操作：

#include 
#include 
using namespace std;
int main()
{
    //创建 list 容器
    std::list<char> values{'h','t','t','p',':','/','/','c','.','b','i','a','n','c','h','e','n','g','.','n','e','t'};
    //创建 begin 和 end 迭代器
    std::list<char>::iterator begin = values.begin();
    std::list<char>::iterator end = values.end();
    //头部和尾部插入字符 '1'
    values.insert(begin, '1');
    values.insert(end, '1');
    while (begin != end)
    {
        std::cout << *begin;
        ++begin;
    }
    return 0;
}

• push等操作

#include 
#include 
#include 
#include 
#include 
using namespace std;
 
typedef list<int> LISTINT;
typedef list<int> LISTCHAR;
 
void main()
{
    //用LISTINT创建一个list对象
    LISTINT listOne;
    //声明i为迭代器
    LISTINT::iterator i;
 
    listOne.push_front(3);
    listOne.push_front(2);
    listOne.push_front(1);
 
    listOne.push_back(4);
    listOne.push_back(5);
    listOne.push_back(6);
 
    cout << "listOne.begin()--- listOne.end():" << endl;
    for (i = listOne.begin(); i != listOne.end(); ++i)
        cout << *i << " ";
    cout << endl;
 
    LISTINT::reverse_iterator ir;
    cout << "listOne.rbegin()---listOne.rend():" << endl;
    for (ir = listOne.rbegin(); ir != listOne.rend(); ir++) {
        cout << *ir << " ";
    }
    cout << endl;
 
    int result = accumulate(listOne.begin(), listOne.end(), 0);
    cout << "Sum=" << result << endl;
    cout << "------------------" << endl;
 
    //用LISTCHAR创建一个list对象
    LISTCHAR listTwo;
    //声明i为迭代器
    LISTCHAR::iterator j;
 
    listTwo.push_front('C');
    listTwo.push_front('B');
    listTwo.push_front('A');
 
    listTwo.push_back('D');
    listTwo.push_back('E');
    listTwo.push_back('F');
 
    cout << "listTwo.begin()---listTwo.end():" << endl;
    for (j = listTwo.begin(); j != listTwo.end(); ++j)
        cout << char(*j) << " ";
    cout << endl;
 
    j = max_element(listTwo.begin(), listTwo.end());
    cout << "The maximum element in listTwo is: " << char(*j) << endl;
    Sleep(10000);
    }

输出结果：

listOne.begin()--- listOne.end():
1 2 3 4 5 6
listOne.rbegin()---listOne.rend():
6 5 4 3 2 1
listTwo.begin()---listTwo.end():
A B C D E F

参考资料：
《https://www.cplusplus.com/reference/list/list/》
《http://c.biancheng.net/view/6892.html》
《http://c.biancheng.net/view/6922.html》
《https://blog.csdn.net/fanyun_01/article/details/56881515》