C++list类

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一、list是什么？

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与后一个元素。
3. list与forward_list非常相似，forward_list是单链表，只能单向迭代。
4. 与其他序列式容器相比（vector，array，deque），list通常在任意位置进行插入和移除元素的效率要更好。
5. 与其他序列式容器相比，list和forward_list的最大缺陷就是不支持随机访问，同时list还需要一些额外的空间，以保存每个结点的相关信息。

二、list的使用

1. list的构造

构造函数	接口说明
list()	构造空的list
lsit(size_type n, const value_type& val = value_type())	构造一个有n个val元素的list
list(const list& x)	拷贝构造函数
list(InputIterator first, InputIterator last)	用迭代器区间构造list

void test()
{
	//空list
	list<int> l1;
	//包含10个整型1的list
	list<int> l2(10, 1);
	//用l2构造l3
	list<int> l3(l2);

	int arr[] = { 6,2,7,9 };
	//用迭代器区间构造
	list<int> l4(arr, arr + 4);
}

2.list iterator的使用

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	返回倒数第一个元素的迭代器 + 返回倒数最后一个元素下一个位置的迭代器

我们就把其当成一个带头结点的链表，begin()就是第一个元素的位置，end()就是头结点的位置。反之，rbegin()就是最后一个元素位置，rend()就是头结点的位置。

注意：

1. begin()和end()为正向迭代器，对迭代器执行++操作，迭代器向后移动。
2. rbegin()和rend()为反向迭代器，对迭代器执行++操作，迭代器向前移动。

void test2()
{
	//空list
	list<int> l1;
	//包含10个整型1的list
	list<int> l2(10, 1);
	//用l2构造l3
	list<int> l3(l2);

	int arr[] = { 6,2,7,9 };
	//用迭代器区间构造
	list<int> l4(arr, arr + 4);
	//正向遍历
	list<int>::iterator it = l4.begin();
	while (it != l4.end())
	{
		cout << *it << " ";
		++it;
	}
	cout << endl;
	//反向遍历
	list<int>::reverse_iterator rit = l4.rbegin();
	while (rit != l4.rend())
	{
		cout << *rit << " ";
		++rit;
	}
	cout << endl;
}

3.list modifiers

函数声明	接口说明
push_front	在list首元素前插入元素
pop_front	删除list中第一个元素
push_back	在list尾部插入元素
pop_back	删除list最后一个元素
insert	在指定位置插入元素
erase	在指定位置删除元素
swap	交换两个list中元素
clear	清空list中有效元素

void test3()
{
	int arr[] = { 1,5,2,7,8,3,9,6 };
	list<int> l1(arr, arr + sizeof(arr) / sizeof(arr[0]));
	//在list尾部插入4，在头部插入4
	l1.push_back(4);
	l1.push_front(4);
	PrintContainer(l1);

	//删除第一个结点和最后一个结点
	l1.pop_back();
	l1.pop_front();
	PrintContainer(l1);

	//获取链表中第二个结点
	auto pos = ++l1.begin();

	//在pos为之前插入10
	l1.insert(pos, 10);
	PrintContainer(l1);

	//在pos为之前插入3个0
	l1.insert(pos, 3, 0);
	PrintContainer(l1);

	//删除pos位置上的元素
	l1.erase(pos);
	PrintContainer(l1);

	//删除迭代器范围内元素
	l1.erase(l1.begin(), l1.end());
	PrintContainer(l1);

	list<int> l2(arr, arr + sizeof(arr) / sizeof(arr[0]));
	list<int> l3(3, 1);
	PrintContainer(l2);
	PrintContainer(l3);

	//交换l2,l3元素
	l2.swap(l3);
	PrintContainer(l2);
	PrintContainer(l3);

	//将l2中元素清空
	l2.clear();
	PrintContainer(l2);
	PrintContainer(l3);
}

三、list迭代器问题

在list中，迭代器失效即迭代器所指向的结点无效。因为list的底层结构为带头结点的双向循环链表，因此在list中进行插入是不会导致list的迭代器失效的，只有在删除的时候才会失效。并且失效的只是指向被删除结点的迭代器，其他的迭代器是不会受影响的。

void test4()
{
	int arr[] = { 1,2,3,4,5,6,7,8,9 };
	list<int> l1(arr, arr + sizeof(arr) / sizeof(arr[0]));
	//找到list中3这个位置的迭代器
	list<int>::iterator pos = find(l1.begin(), l1.end(), 3);
	cout << *pos << endl;
	//删除这个迭代器所指向的元素，再打印
	l1.erase(pos);
	cout << *pos << endl;

}

让我们来看一下结果：

这里弹出了一个断言错误，因为删除这个元素后迭代器已经失效了，我们不能再去使用一个已经失效了的迭代器。

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