C++STL库, 理解STL中的list

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前言

一个梦想与一个坚定不移的意志

一、list的介绍

1. list 可以在常数范围内任意位置进行插入和删除的容器，并且可以双向迭代
2. list 在底层是双向循环链表的结构。
3. list 与其它容器（如string, vector）相比，最大的缺点是不支持随机访问，比如：要访问list的第5个元素时，不能像vector一样用 [ ] 取下标直接访问，而是要从头节点迭代到该位置。

二、引入——构造方式，遍历方式

#include 
#include 
using namespace std;

int main()
{
   
    list<int> L1;  //使用了无参构造
    list<int> L2(5,5);  //L2(n,elm)用n个elm构造
    int a[5] = {
   1,2,3,4,5}; 
    list L3(a,a+5);    
    list L4(L3);
    L1.push_back(2);
    L1.push_back(3);
    L1.push_back(4);
    list<int>::iterator it = L1.begin();
    //遍历方式1
    for(; it != L1.end(); it++)  
    {
   
        cout<<*it<<"";
    }
    cout<<endl;
    //遍历方式2
    //这种方式C++11支持
	for(auto e : it)
	{
   
		cout<<e<<" "
	}
	cout<<endl;
    return 0;
}

1. 代码观察

(1)我们对L1使用了使用了无参构造，对L2使用了n个相同元素构造，对L3使用了迭代器区间构造，对L4使用了拷贝构造。
(2)遍历方式1中我们使用的是it != L1.end()。

2. 我的疑问

(1)使用指针代替的迭代器用来构造，这可行吗？
(2)!=是否可以改为<=?

3. 解答

(1)原生指针可以当作天然迭代器使用，其实vector/string的迭代器就是原生指针
(2)不可以，因为list中的数据不是连续存储的。

4. 拓展

（1）常见的容器的迭代器

  1.单向：++   forword_list
  2.双向：++/--   list (不支持+=，-=)
  3 随机： ++/--/+/-  vector (物理上是连续的)

（2）sort排序

  1.list在自己类中实现了一个sort，而当我们使用算法库中的sort时，会产生错误
  2.因为sort底层使用的是快速排序，快排要求容器是随机迭代器，效率会降低。比如：使用三数取中的优化时，因为不能随机访问，导致会遍历一边数据，效率降低，所以就不会使用算法库中的sort，而是类中实现了一个。

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三、迭代器失效的问题

 通常迭代器失效有俩个原因
 （1）插入后，迭代器所指向的位置意义变了，这在vector中经常遇到。
 （2）删除后，迭代器所指向的空间被释放了。
 
 而因为List的底层是双向循环链表，因此在list中插入时不会使迭代器失效，只有在删除时才会失效。

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四、C++简单模拟实现list

1. 节点类的创建

template<class T>
struct _list_node
{
   
	_list_node(const T& val = T())//调用了val的无参构造，无论是内置类型还是自定义类型均可以初始化
	:_val(val)
	,_next(nullptr)
	,_prev(nullptr)
	{
   }

	T _val