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详解c++STL—容器list

来源：互联网 收集：自由互联 发布时间：2023-09-03
1、list基本概念 1.1、概念描述 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：链表由一系列结点组成 功能：将

1、list基本概念

1.1、概念描述

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：链表由一系列结点组成

功能：将数据进行链式存储

1.2、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


STL中的链表是一个双向循环链表

详解c++STL—容器list_C++

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，属于双向迭代器


1.3、list的优点

  • 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


1.4、list的缺点

  • 链表灵活，但是空间(指针域) 和 时间（遍历）额外耗费较大

1.5、总结

List有一个重要的性质，插入操作和删除操作都不会造成原有list迭代器的失效，这在vector是不成立的。

STL中list和vector是两个最常被使用的容器，各有优缺点

详解c++STL—容器list_STL_02

2、list构造函数

2.1、功能描述

  • 创建list容器


2.2、函数原型

  • list<T> lst; //list采用采用模板类实现,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。


2.3、示例

//list容器的构造
void printList(const list<int> li) {
	for (list<int>::const_iterator it = li.begin(); it != li.end();it++) {
		cout << *it << " ";
	}
	cout << endl;
}

void test01() {
	
	//1、默认构造
	list<int> li;

	//插入元素
	li.push_back(10);
	li.push_back(20);
	li.push_back(30);
	li.push_back(40);
	
	//打印链表
	printList(li);

	//2、区间构造
	list<int> li2(li.begin(),li.end());
	printList(li2);

	//3、n个elem
	list<int> li3(4,100);
	printList(li3);

	//4、拷贝构造
	list<int> li4(li3);
	printList(li4);
}

int main() {
	test01();
}

详解c++STL—容器list_链表_03

3、list赋值和交换

3.1、功能描述

  • 给list容器进行赋值，以及交换list容器

3.2、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。

3.3、示例

//list容器的赋值和交换
void printList(const list<int> li) {
	for (list<int>::const_iterator it = li.begin(); it != li.end(); it++) {
		cout << *it << " ";
	}
	cout << endl;
}

void test01() {
	list<int> L;

	L.push_back(10);
	L.push_back(20);
	L.push_back(30);
	L.push_back(40);

	printList(L);

	//1、=赋值
	list<int> L2;
	L2 = L;
	printList(L2);

	//2、assign区间赋值
	list<int> L3;
	L3.assign(L.begin(),L.end());
	printList(L3);

	//3、assign n个elem赋值
	list<int> L4;
	L4.assign(4,100);
	printList(L4);

	//4、交换
	cout << "交换前：" << endl;
	printList(L3);
	printList(L4);

	L4.swap(L3);
	cout << "交换后：" << endl;
	printList(L3);
	printList(L4);


}

int main() {
	test01();
}

详解c++STL—容器list_STL_04

4、list大小操作

4.1、功能描述

  • 对list容器的大小进行操作

4.2、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，则以默认值填充新位置。//如果容器变短，则末尾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elem值填充新位置。 //如果容器变短，则末尾超出容器长度的元素被删除。

4.3、示例

//list容器的大小操作
void printList(const list<string>& L) {
	for (list<string>::const_iterator it = L.begin(); it != L.end();it++) {
		cout << *it << " ";
	}
	cout << endl;
}

void test01() {
	list<string> ls;
	ls.push_back("ab");
	ls.push_back("cd");
	ls.push_back("ef");
	ls.push_back("gh");

	printList(ls);

	//1、判断是否为空
	if (ls.empty()) {
		cout << "list为空" << endl;
	}
	else {
		cout << "list不为空" << endl;
		//2、获取大小
		cout << "list大小：" << ls.size() << endl;
	}

	//重新指定大小
	//过长，填充默认值,默认为空格" "
	ls.resize(10);
	printList(ls);

	//过长，填充指定值
	ls.resize(15,"hh");
	printList(ls);

	//过短，发生截取
	ls.resize(2);
	printList(ls);

}

int main() {
	test01();

	system("pause");
	return 0;
}

详解c++STL—容器list_链表_05

5、list插入和删除

5.1、功能描述

  • 对list容器进行数据的插入和删除

5.2、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);//在容器开头插入一个元素
  • pop_front();//从容器开头移除第一个元素
  • insert(pos,elem);//在pos位置插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。


5.3、示例

void test01() {
	list<int> li;
	
	//1、尾插 10 20
	li.push_back(10);
	li.push_back(20);
	printList(li);

	//2、头插 200 100 10 20
	li.push_front(100);
	li.push_front(200);
	printList(li);

	//3、尾删 200 100 10
	li.pop_back();
	printList(li);

	//4、头删 100 10
	li.pop_front();
	printList(li);

	//5、插入
	//40 100 10
	li.insert(li.begin(), 40);	//插入一个 
	printList(li);
	
	//40 100 10 50 50
	li.insert(li.end(),2,50); //插入n个elem,2个50
	printList(li);

	//40 100 10 50 50 40 100 10 50 50
	li.insert(li.end(),li.begin(),li.end()); //插入一个区间
	printList(li);

	//6、删除
	//40 50
	li.erase(++li.begin(),--li.end());	//删除指定区间
	printList(li);

	//50
	li.erase(li.begin());	//删除指定位置
	printList(li);

	//7、清空
	li.clear();
	printList(li);
}

int main() {
	test01();

	system("pause");
	return 0;
}

详解c++STL—容器list_STL_06

6、list数据存取

6.1、功能描述

  • 对list容器中数据进行存取

6.2、函数原型

  • front(); //返回第一个元素。
  • back(); //返回最后一个元素。

6.3、示例

void test01() {
	list<int> li;
	li.push_back(10);
	li.push_back(20);
	li.push_back(30);
	li.push_back(40);

	cout << "访问第一个元素：" << li.front() << endl;
	cout << "访问最后一个元素：" << li.back() << endl;
}

int main() {
	test01();
}

详解c++STL—容器list_C++_07

注意事项：

list容器没有 [] ,at() ,不可以用这样的方式访问数据，会报错

原因：list本质是一个链表，不是用连续的空间存储数据，迭加器不支持随机访问

详解c++STL—容器list_C++_08

7、list反转和排序

7.1、功能描述

  • 将容器中的元素反转，以及将容器中的数据进行排序

7.2、函数原型

  • reverse(); //反转链表
  • sort(); //链表排序

7.3、示例

//list容器的反转和排序
void printList(const list<int>& L) {
	for (list<int>::const_iterator it = L.begin(); it != L.end();it++) {
		cout << *it << " ";
	}
	cout << endl;
}

bool myCompare(int v1,int v2) {
	return v1 > v2;	//v1 > v2 表示降序，反之升序
}

void test01() {
	list<int> li;
	li.push_back(10);
	li.push_back(30);
	li.push_back(20);
	li.push_back(50);
	li.push_back(40);
	
	//1、反转
	cout << "反转前：" << endl;
	printList(li);

	li.reverse();
	cout << "反转后：" << endl;
	printList(li);

	//2、排序
	cout << "排序前：" << endl;
	printList(li);
	
	//默认升序
	li.sort();
	cout << "默认升序排序后：" << endl;
	printList(li);

	//重载降序：
	li.sort(myCompare);
	cout << "重载降序排序后：" << endl;
	printList(li);

}

int main() {
	test01();
}

详解c++STL—容器list_STL_09

注意事项：

1、所有不支持随机访问迭代器的容器，都不可以使用标准库的算法

2、不支持随机范文迭代器的容器，但对象内部会提供一些对应算法的成员函数

8、排序案例

8.1、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

8.2、排序规则

按照年龄进行升序，如果年龄相同按照身高进行降序

8.3、示例

//list 自定义类型，自定义规则排序案例
//按照年龄进行升序，如果年龄相同按照身高进行降序

#include<list>
class Person {
public:
	Person(string name,int age,int height):m_name(name),m_age(age),m_height(height){}

	string m_name;
	int m_age;
	int m_height;
};

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 << endl;;
	}
}

bool myCompare(const Person& p1,const Person& p2) {
	if (p1.m_age == p2.m_age) {
		//按身高降序
		return p1.m_height > p2.m_height;
	}
	else{
		//按年龄升序
		return p1.m_age < p2.m_age;
	}
		
	
}
void test01() {
	list<Person> lp;

	Person p1("刘备", 35, 175);
	Person p2("曹操", 45, 180);
	Person p3("孙权", 40, 170);
	Person p4("赵云", 25, 190);
	Person p5("张飞", 35, 160);
	Person p6("关羽", 35, 200);

	lp.push_back(p1);
	lp.push_back(p2);
	lp.push_back(p3);
	lp.push_back(p4);
	lp.push_back(p5);
	lp.push_back(p6);

	cout << "排序前：" << endl;
	printList(lp);

	cout << "------------------" << endl;
	cout << "排序后" << endl;

	//自定义排序规则
	lp.sort(myCompare);
	printList(lp);
}

int main() {
	test01();

	system("pause");
	return 0;
}

详解c++STL—容器list_STL_10

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