【C++STL基础入门】list基本使用

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前言

STL（Standard Template Library）是C++标准库的一个重要组成部分，提供了一套丰富的数据结构和算法，可以大大简化C++程序的开发过程。其中，list容器是STL提供的一种双向链表实现的数据结构，具有高效的插入和删除操作，适用于需要频繁插入和删除元素的场景。本文将介绍list容器的基本使用方法，包括头文件的引入、定义和构造函数、属性函数以及运算符和算法的示例代码。

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一、list简介

1.1 list是什么

STL（标准模板库）的list是C++中的一种数据结构，用于存储和操作链表。链表是一种动态数据结构，与数组不同，链表的元素在内存中不是连续存储的，而是通过指针连接起来。

list可以存储任意类型的数据，并提供了一系列方法来对链表进行操作，如在链表头部或尾部插入/删除元素，以及在任意位置插入/删除元素等。它还支持双向迭代器，可以方便地遍历链表的元素。

使用list的好处是，它在插入和删除元素时效率很高，因为只需要调整指针的指向即可，不需要像数组一样移动其他元素。此外，list的大小可以根据需要自由扩展，并且不会产生内存碎片。

总之，STL的list是一种用于存储和操作链表的数据结构，通过指针将元素连接起来，提供了高效的插入和删除操作，适用于需要频繁插入和删除元素的场景。

1.2 list的头文件

#include 

二、list

2.1 定义对象

list<类型> 名称;

2.2 list构造函数

无参构造函数。创建一个空的"list"对象。

示例代码：
﹤- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - ﹥cpp

#include 
#include 

int main() {
    std::list<int> myList;  // 创建一个空的int类型链表
    return 0;
}

﹤- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - ﹥

2. “list(size_type _Count)”: 构造具有指定元素数量的"list"对象。

参数：

• “_Count”: 要创建的链表中元素的数量。

示例代码：
﹤- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - ﹥cpp

#include 
#include 

int main() {
    std::list<int> myList(5);  // 创建一个包含5个默认值为0的int类型元素的链表
    return 0;
}

﹤- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - ﹥

3. “list(size_type _Count, const Type& _Val)”: 构造具有指定元素数量和初始值的"list"对象。

参数：

• “_Count”: 要创建的链表中元素的数量。
• “_Val”: 初始化链表元素的值。

示例代码：
﹤- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - ﹥cpp

#include 
#include 

int main() {
    std::list<int> myList(3, 10);  // 创建一个包含3个值为10的int类型元素的链表
    return 0;
}

﹤- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - ﹥

4. “list(InputIterator _First, InputIterator _Last)”: 构造一个包含给定范围内元素的"list"对象。

参数：

• “_First”: 范围的起始迭代器。
• “_Last”: 范围的结束迭代器。

示例代码：
﹤- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - ﹥cpp

#include 
#include 
#include 

int main() {
    std::vector<int> myVector = {1, 2, 3, 4, 5};
    std::list<int> myList(myVector.begin(), myVector.end());  // 使用vector中的元素构造一个新的链表
    return 0;
}

﹤- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - ﹥

以上示例展示了不同构造函数的使用方法，可以根据实际需求选择适合的构造函数来创建"list"对象。

2.3 list的属性函数

1. “size()”: 用于返回"list"中元素的数量。

示例代码：
﹤- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - ﹥cpp

#include 
#include 

int main() {
    std::list<int> myList = {1, 2, 3, 4, 5};
    std::cout << "Size of myList: " << myList.size() << std::endl;  // 输出链表中元素的数量
    return 0;
}

﹤- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - ﹥

2. “resize()”: 用于改变"list"的大小。

参数：

• “new_size”: 新的大小。
• “value” (可选): 可以指定一个值，用于在扩大大小时在尾部添加的新元素的初始值。

示例代码：
﹤- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - ﹥cpp

#include 
#include 

int main() {
    std::list<int> myList = {1, 2, 3};
    myList.resize(5);  // 将链表的大小调整为5，默认填充0
    std::cout << "New size of myList: " << myList.size() << std::endl;
    
    myList.resize(8, 10);  // 将链表的大小调整为8，并在尾部填充值为10的元素
    std::cout << "New size of myList: " << myList.size() << std::endl;

    return 0;
}

﹤- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - ﹥

3. “empty()”: 用于检查"list"是否为空，即判断链表中是否没有元素。

示例代码：
﹤- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - ﹥cpp

#include 
#include 

int main() {
    std::list<int> myList;
    if (myList.empty()) {
        std::cout << "myList is empty." << std::endl;
    } else {
        std::cout << "myList is not empty." << std::endl;
    }
    return 0;
}

﹤- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - ﹥

以上示例展示了"size()"、"resize()"和"empty()"函数的使用方法，可以根据需求使用这些函数来获取链表的大小、调整链表的大小以及检查链表是否为空。

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总结

本文介绍了C++ STL的list容器的基本使用方法。通过引入头文件、定义和构造函数、属性函数以及运算符和算法的示例代码，我们可以发现list容器的灵活性和高效性，适用于频繁插入和删除元素的场景。使用list容器可以简化C++程序的开发过程，并提高效率。

希望本文能够帮助读者理解list容器的基本使用方法，以及它在实际编程中的作用和优势。如果有任何疑问，请随时提问。