C++自学笔记
C++自学笔记（30 STL常用容器——list容器）
- 30 STL常用容器——list容器
-
- list容器基本概念
- list构造函数
- list容器的赋值和交换
- list容器大小操作
- list容器的插入和删除
- list数据存取
- list反转和排序
- 排序案例
30 STL常用容器——list容器
本次记录list容器，还请各位大佬批评指正！
list容器基本概念
功能： 将数据进行链式存储。
链表（list）是一种物理存储单元上非连续的存储结构，数据元素的逻辑顺序是通过链表中的指针链接实现的。
链表的组成： 链表是由一系列 结点 组成。
结点的组成： 一个是存储数据元素的 数据域，另一个是存储下一个结点地址的 指针域。
链表的优点：
可以对任意位置进行快速插入或删除元素操作。
链表的缺点：
- 容器的遍历速度没有数组快。
- 占用的空间比数组大。
STL中的链表是一个双向循环链表。
由于链表的存储方式并不是连续的内存空间，因此链表list中的迭代器只支持前移和后移，不能跳跃式访问，属于双向迭代器。
list优点：
- 采用动态存储分配，不会造成内存浪费和溢出。
- 链表执行插入和删除操作十分方便，修改指针即可，不需要移动大量元素。
list缺点：
链表灵活，但是空间（指针域）和时间（遍历）额外耗费较大。
list重要性质：
插入和删除操作都不会造成原有list迭代器的实效，这在vector容器中是不成立的。
总结： STL中 list和vector 是两个最常被使用的容器，各有优缺点，必须熟练掌握。
list构造函数
功能描述： 创建list容器。
函数原型：
- list lst; //list采用模板类实现，对象的默认构造形式
- list(beg,end); //构造函数将[beg,end)区间中的元素拷贝给本身
- list(n,elem); //构造函数将n个elem拷贝给本身
- list(const list &lst); //拷贝构造函数
#include
//list容器构造函数
void printList(const list<int> &l)
{
for (list<int>::const_iterator it = l.begin(); it != l.end(); it++)
{
cout << *it << " ";
}
cout << endl;
}
void test01()
{
//创建list容器
list<int> l1;//默认构造
//添加数据
l1.push_back(10);
l1.push_back(20);
l1.push_back(30);
l1.push_back(40);
//遍历容器
printList(l1);
//区间的方式构造
list<int>l2(l1.begin(), l1.end());
printList(l2);
//拷贝构造
list<int>l3(l2);
printList(l3);
//n个elem
list<int>l4(10, 60);
printList(l4);
}
int main()
{
test01();
system("pause");
return 0;
}
总结： list构造方式同其他几个STL常用容器，熟练掌握即可。
list容器的赋值和交换
功能描述：
给list容器进行赋值，以及交换list容器。
函数原型：
- assign(beg,end); //将[beg,end)区间中的数据拷贝赋值给本身
- assign(n,elem); //将n个elem拷贝赋值给本身
- list& operator=(const list &lst); //重载等号操作符
- swap(lst); //将lst与本身的元素互换
#include
//list容器的赋值和交换
void printList(const list<int>& lst)
{
for (list<int>::const_iterator it = lst.begin(); it != lst.end(); it++)
{
cout << *it << " ";
}
cout << endl;
}
void test01()
{
list<int>L1;
L1.push_back(10);
L1.push_back(20);
L1.push_back(30);
L1.push_back(40);
printList(L1);
list<int>L2;
L2 = L1; //operator = 赋值
printList(L2);
list<int>L3;
L3.assign(L2.begin(), L2.end()); //区间
printList(L3);
list<int>L4;
L4.assign(10, 60); //n个elem
printList(L4);
}
void test02()
{
list<int>L1;
L1.push_back(10);
L1.push_back(20);
L1.push_back(30);
L1.push_back(40);
list<int>L2;
L2.assign(10, 60);
cout << "交换前：" << endl;
printList(L1);
printList(L2);
L1.swap(L2); //交换
cout << "交换后：" << endl;
printList(L1);
printList(L2);
}
int main()
{
test01();
test02();
system("pause");
return 0;
}
总结： list赋值和交换操作能够灵活运用即可。
list容器大小操作
功能描述： 对list容器的大小进行操作。
函数原型：
- size(); //返回容器中元素的个数
- empty(); //判断容器是否为空
- resize(num); //重新指定容器的长度为num，若容器变长，则以默认值0填充新位置。
//如果容器变短，则超出容器长度的元素被删除 - resize(num,elem); //重新指定容器的长度为num，若容器变长，则以默认值0填充新位置。
//如果容器变短，则超出容器长度的元素被删除
#include
//list容器大小操作
void printList(const list<int>& L)
{
for (list<int>::const_iterator it = L.begin(); it != L.end(); it++)
{
cout << *it << " ";
}
cout << endl;
}
void test01()
{
list<int>L1;
L1.push_back(10);
L1.push_back(20);
L1.push_back(30);
L1.push_back(40);
printList(L1);
//判断容器是否为空
if (L1.empty())
{
cout << "L1 为空！" << endl;
}
else
{
cout << "L1 不为空!" << endl;
cout << "L1 的元素个数为：" << L1.size() << endl;
}
//重新指定大小
L1.resize(10, 60);
printList(L1);
L1.resize(2);
printList(L1);
}
int main()
{
test01();
system("pause");
return 0;
}
list容器的插入和删除
功能描述： 对list容器进行数据的插入和删除。
函数原型：
- push_back(elem); //在容器尾部加入一个元素
- pop_back(); //删除容器中最后一个元素
- push_front(elem); //在容器头部插入一个元素
- pop_front(); //删除容器中第一个元素
- insert(pos,elem); //在pos位置（迭代器）插入elem元素的拷贝，返回新数据的位置
- insert(pos,n,elem); //在pos位置插入n个elem数据，无返回值
- insert(pos,beg,end); //在pos位置插入[beg,end)区间的数据，无返回值
- clear(); //移除容器的所有数据
- erase(beg,end); //删除[beg,end)区间的数据，返回下一个数据的位置
- erase(pos); //删除pos位置的数据，返回下一个数据的位置
- remove(elem); //删除容器中所有与elem值匹配的元素
#include
//list容器的插入和删除
void printList(const list<int>& L)
{
for (list<int>::const_iterator it = L.begin(); it != L.end(); it++)
{
cout << *it << " ";
}
cout << endl;
}
void test01()
{
list<int>L1;
//尾插
L1.push_back(10);
L1.push_back(20);
L1.push_back(30);
//头插
L1.push_front(100);
L1.push_front(200);
L1.push_front(300);
printList(L1);
//尾删
L1.pop_back();
printList(L1);
//头删
L1.pop_front();
printList(L1);
//insert插入
list<int>::const_iterator it = L1.begin();
L1.insert(++it, 1000); //insert 和 erase 第一个参数是迭代器
printList(L1);
//删除
it = L1.begin();
L1.erase(++it); //insert 和 erase 第一个参数是迭代器
printList(L1);
//移除
L1.push_back(10000);
L1.push_back(10000);
L1.push_back(10000);
printList(L1);
L1.remove(10000);
printList(L1);
//清空
L1.clear();
printList(L1);
}
int main()
{
test01();
system("pause");
return 0;
}
list数据存取
功能描述： 对list容器中数据进行存取。
函数原型：
- front(); //返回第一个元素
- back(); //返回最后一个元素
#include
//list数据存取
void test01()
{
list<int>L;
L.push_back(10);
L.push_back(20);
L.push_back(30);
L.push_back(40);
//L[0]; //不可以用[]访问list容器中的元素
//L.at(0); //不可以使用at访问list容器中的元素
//原因：list的本质是链表，不是用连续线性空间存储数据，迭代器也是不支持随机访问的
cout << "第一个元素为：" << L.front() << endl;
cout << "最后一个元素为：" << L.back() << endl;
//验证迭代器不支持随机访问，支持双向访问
list<int>::const_iterator it = L.begin();
cout << *(it++) << endl;//支持双向访问
cout << *(it++) << endl;//支持双向访问
//it = it + 1; //不支持随机访问
//验证支持不支持随机访问，看it = it + 1报不报错
//验证支持不支持双向访问，看 it++ it-- 报不报错
}
int main()
{
test01();
system("pause");
return 0;
}
list反转和排序
功能描述： 将容器总的元素反转，以及将容器中的数据进行排序。
函数原型：
- reverse(); //反转链表
- sort(); //链表排序
#include
//list反转和排序
void printList(const list<int>& lst)
{
for (list<int>::const_iterator it = lst.begin(); it != lst.end(); it++)
{
cout << *it << " ";
}
cout << endl;
}
bool myCompare(int v1, int v2)
{
//降序 让第一个数大于第二个数
return v1 > v2;
}
void test01()
{
list<int>L;
L.push_back(10);
L.push_back(20);
L.push_back(30);
L.push_back(40);
L.push_back(50);
cout << "反转前：" << endl;
printList(L);
//反转
cout << "反转后：" << endl;
L.reverse();
printList(L);
//排序
cout << "排序后（默认升序）：" << endl;
//sort(L.begin(), L.end()); //所有不支持随机访问迭代器的容器，不可以使用标准算法
//不支持随机访问迭代器的容器，内部会提供对应的一些算法
L.sort(); //默认排序规则 从小到大
printList(L);
//降序排序
cout << "降序排序后：" << endl;
L.sort(myCompare);
printList(L);
//升序再反转，可能会有效率问题。每一个链表元素内部的两个指针都要转向，最后一个元素成为第一个元素。比直接排序要多出许多指针转向操作。
}
int main()
{
test01();
system("pause");
return 0;
}
排序案例
案例描述： 将Person自定义数据类型进行排序，Person中属性有姓名、年龄、身高。
排序规则： 按照年龄进行升序; 如果年龄相同，则按照身高进行降序排序; 如果身高相同，则按照体重进行升序排序（高级排序）。
#include
//排序案例
class Person
{
public:
Person(string name,int age,int height,int weight)
{
this->m_Name = name;
this->m_Age = age;
this->m_Height = height;
this->m_Weight = weight;
}
string m_Name;
int m_Age;
int m_Height;
int m_Weight;
};
void printList(list<Person> &L)
{
for (list<Person>::const_iterator it = L.begin(); it != L.end(); it++)
{
cout << "姓名：" << (*it).m_Name << " 年龄：" << it->m_Age << " 身高：" << it->m_Height << " 体重：" << (*it).m_Weight << endl;
}
}
//回调函数或仿函数
bool myCompare(Person& p1, Person& p2)
{
//按照年龄进行升序
if (p1.m_Age == p2.m_Age)
{
//年龄相同 按照身高降序排序
if (p1.m_Height == p2.m_Height)
{
//身高相同 按照体重升序排序
return p1.m_Weight < p2.m_Weight;
}
return p1.m_Height > p2.m_Height;
}
return p1.m_Age < p2.m_Age;
}
void test01()
{
list<Person>L;
Person p1("刘备", 35, 175,110);
Person p2("张飞", 45, 180,120);
Person p3("关羽", 40, 170,130);
Person p4("赵云", 25, 190,125);
Person p5("曹操", 35, 165,115);
Person p6("孙权", 35, 165,105);
//插入数据
L.push_back(p1);
L.push_back(p2);
L.push_back(p3);
L.push_back(p4);
L.push_back(p5);
L.push_back(p6);
cout << "排序前：" << endl;
printList(L);
//排序
cout << "---------------------------------------" << endl;
cout << "排序后：" << endl;
L.sort(myCompare);
printList(L);
}
int main()
{
test01();
system("pause");
return 0;
}
总结：
- 对于自定义数据类型，必须要指定排序规则，否则编译器不知道如何进行排序。
- 高级排序只是在排序规则上再进行一次逻辑规则指定，并不复杂。