小解List的使用【C++】
小解List的使用【C++】
- 一. List
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- 1.1. 与vector的不同
- 1.2 与vector的使用不同
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- 1.2.1 迭代器失效
- 1.2.2. insert
- 1.2.3 erase
- 1.2.4 sort
- 1.3. 其他接口
- 补充迭代器
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- 容器与迭代器的关系
- 迭代器的类型
一. List
学习了STL，也已经到了List的内容
因为List与string以及vector比起来还是有很大不同的，所以这里稍微除了一篇小博客主要来讲解一下
相对于vector以及string，List中比较特殊的部分。
1.1. 与vector的不同
我们再学习这个List之前：
大部分人应该都已经知道list的底层实际上是：双向带头循环链表
这个其实以前博主再博客中实现过。
这里也不深究
string和vector实际上本质是顺序表
这两个类型的最大区别就是：
vector在内存中相当于动态开辟的数组，地址是连续的
链表中的节点则不是连续的，在内存中表现的是断开的，不连续的形式
所以vector的区别和使用上的区别也都是围绕着这个展开的。
与string有较大的不一样，因为空间不连续
1.2 与vector的使用不同
这里主要挑出来几个常用的功能
来体验一下vector与list的区别。
1.2.1 迭代器失效
还记得在vector中的迭代器失效吗
就是当使用迭代器进行insert和erase后，
重新使用迭代器对象进行操作
因为迭代器指向的位置虽然没变，但是指向的值却已经发生了变化。
在vs编译器下，直接限制了用户对erase与insert后的指针对象的使用。
#include就是上面的情况。
但是我们把目光转向list，看看list中是否存在迭代器失效的结果。
1.2.2. insert
这里我们直接进行测试把
int main()
{
vector<int> v1;
vector<int>::iterator it = v1.begin();
v1.insert(it, 1);
v1.insert(it, 2);
}
这里先用vector进行测试
很明显是行不通的，因为it被连续调用了两次。
这里就用list进行测试：
这里能发现并没有报错。
这里其实我们细想一下也能明白
list使用insert时候
list中的地址指向的值没有发生变化
因为他们本身就是不连续的，数据插入后，他们指针指向的位置依旧还是原来的值。
所以不会出现和vector一样的情况——移动后，前面的元素，会取代原来的值所以指针指向的值就发生了变化。
所以用insert不会发生迭代器失效的问题。
这里又要提出一个小问题：
因为vector的地址是连续的，在insert中可以直接用：
v1.insert(it+5,2);
表示在迭代器的+5的位置处进行插入。
这里vector能这么用，是因为vector的迭代器能支持加减，因为vector的地址是连续的
但是list的话因为地址不一样，所以是不是可能就不行了。
这里我们来试一下
这里就非常明显的报错了。
所以我们list想在迭代器后面进行插入就要自己让迭代器去++；
比如这里：
想要到迭代器后的第三个位置进行插入
std::list<int>::iterator it=s1.begin();
for(int i=0;i<3;i++)
{
it++;
}
1.2.3 erase
其实erase这里不用实验。想想就能知道了
erase的作用是删除节点。
那节点都删除了，迭代器指向的指针位置肯定也消失了。
所以这里就不实验了，毫无疑问。
那问题应该是怎么解决：
其实这里和vector里的一样：
it=it.erase();
it会自带返回迭代器
返回的指向对象正是迭代器删除的对象的下一个指向对象。
1.2.4 sort
我们知道在算法中有一个qsort算法。
但是在list中，list自带了一个qsort接口，方便用户进行排序。
但是这里我们并不提倡用这个qsort
因为：
sort()：
算法中的sort效率远高于list的sort效率
数据量差的越多，效率差距越大
因为算法中的sort用的是快速排序
而因为list中的地址不是连续的，所以并不能用快速排序，只能用归并排序进行实现
这里我们能来进行测试以下：
这里把测试函数塞进来：
void test2()
{
int N = 1000000;//测试的数字的多少
std::vector<int>v1;
//添加随机值给vector
for (int i = 0; i < N; i++)
{
auto s = rand();
v1.push_back(s);
}
//给list添加随机值
std::list<int> l1;
for (int i = 0; i < N; i++)
{
auto s = rand();
l1.push_back(s);
}
//排序list并记录时间
int begin1 = clock();
l1.sort();
int end1 = clock();
//排序vector并记录时间
int begin2 = clock();
sort(v1.begin(), v1.end());
int end2 = clock();
std::cout << "vector " << end2 - begin2 << std::endl;
std::cout << "list " << end1 - begin1 << std::endl;
}
这里我们能看到list和vector的效率差距还是十分大的。
所以还是不推荐用list的sort的
那我们想要排序list中的数怎么办。
我们可以将list中的数字拷贝进vector中，然后再vector排序完了后，赋值给list
void test3()
{
int N = 1000000;
std::vector<int>v1;
for (int i = 0; i < N; i++)
{
auto s = rand();
v1.push_back(s);
}
std::list<int> l1;
for (int i = 0; i < N; i++)
{
auto s = rand();
l1.push_back(s);
}
int begin1 = clock();
sort(v1.begin(), v1.end());
int end1 = clock();
int begin2 = clock();
std::vector<int>v2;
for (auto i : l1)
{
v2.push_back(i);
}
sort(v2.begin(), v2.end());
size_t i = 0;
//将vector赋值给list
for (auto& z : l1)
{
z = v2[i++];
}
int end2 = clock();
std::list<int> l2;
for (int i = 0; i < N; i++)
{
auto s = rand();
l2.push_back(s);
}
int begin3 = clock();
l2.sort();
int end3 = clock();
std::cout << "vector " << end1 - begin1 << std::endl;
std::cout << "list_good " << end2 - begin2 << std::endl;
std::cout << "list " << end3 - begin3 << std::endl;
}
1.3. 其他接口
这里的其他接口就不进行演示了
这里贴个网址自己去使用即可：
List的其他接口
补充迭代器
这里因为vector与list有许多的不同。
所以他们的迭代器有很大的不同，这里就补充一下迭代器。
容器与迭代器的关系
我们都知道：
容器使用来存储数据的
算法是用来处理数据的。
而迭代器是用来链接容器和算法之间的桥梁。
有了迭代器，算法就可以通过访问迭代器改变容器中的数据。
所以对于迭代器来说要通过容器的性质来进行设计。
容器的不同会导致迭代器的类型也不同
迭代器的类型
这里的容器种类不同，迭代器的种类也不同。
迭代器的种类不同，我们能看到他们支持的运算符种类也不同。