【C++】std::forward_list

std::forward_list:

std::forward_list 是 C++ 标准库中的一个单向链表容器。与 std::list 相比，std::forward_list 只允许单向遍历，即只能从前往后访问元素。它的实现比 std::list 更轻量，因此在内存和性能方面通常更优，但缺少双向访问的能力。

特性

1. 单向链表: std::forward_list 只包含指向下一个元素的指针，不包含指向前一个元素的指针。
2. 非随机访问: 与 std::list 相同，不支持通过下标访问元素。
3. 动态大小: 容器大小可以动态调整。
4. 稳定的迭代器: 除了被删除的迭代器，其余迭代器在插入和删除操作后保持有效。

常用操作

1. 创建和初始化

#include 
#include 

int main() {
    // 创建一个空的 forward_list
    std::forward_list fwd_lst1;

    // 创建一个初始化为 5 个元素的 forward_list，元素值为 10
    std::forward_list fwd_lst2(5, 10);

    // 使用初始化列表创建 forward_list
    std::forward_list fwd_lst3 = {1, 2, 3, 4, 5};

    return 0;
}

2. 访问和修改元素

#include 
#include 

int main() {
    std::forward_list fwd_lst = {1, 2, 3, 4, 5};

    // 使用迭代器遍历 forward_list
    for (auto it = fwd_lst.begin(); it != fwd_lst.end(); ++it) {
        std::cout << *it << " ";
    }
    std::cout << std::endl;

    // 修改元素
    auto it = fwd_lst.begin();
    ++it; // 移动到第二个元素
    *it = 20;

    std::cout << "Modified list: ";
    for (const auto& elem : fwd_lst) {
        std::cout << elem << " ";
    }
    std::cout << std::endl;

    return 0;
}

 3. 添加和删除元素:

#include 
#include 

int main() {
    std::forward_list fwd_lst = {1, 2, 3, 4, 5};

    // 在前面添加元素
    fwd_lst.push_front(0);

    // 删除前面元素
    fwd_lst.pop_front();

    std::cout << "List after push and pop operations: ";
    for (const auto& elem : fwd_lst) {
        std::cout << elem << " ";
    }
    std::cout << std::endl;

    return 0;
}

 4. 插入和删除指定位置的元素

#include 
#include 

int main() {
    std::forward_list fwd_lst = {1, 2, 3, 4, 5};

    // 插入元素
    auto it = fwd_lst.before_begin(); // 指向第一个元素的前面
    fwd_lst.insert_after(it, 10); // 在第一个元素前插入 10

    // 删除指定位置的元素
    it = fwd_lst.begin();
    fwd_lst.erase_after(it); // 删除第一个元素

    std::cout << "List after insert and erase operations: ";
    for (const auto& elem : fwd_lst) {
        std::cout << elem << " ";
    }
    std::cout << std::endl;

    return 0;
}

5. 其他常用方法

• size(): 返回 forward_list 中元素的数量。
• empty(): 判断 forward_list 是否为空。
• clear(): 清空 forward_list 中的所有元素。
• front(): 访问 forward_list 的第一个元素。
• resize(): 不适用于 forward_list，因为不支持随机访问。