C++_STL---list

list的相关介绍

  1.  list是可以在常数范围内在任意位置进行插入和删除的序列式容器,并且该容器可以前后双向迭代。
  2.  list的底层是带头双向循环链表结构,链表中每个元素存储在互不相关的独立节点中,在节点中通过指针指向其前一个元素和后一个元素。
  3.  list与forward_list非常相似:最主要的不同在于forward_list是单链表,只能朝前迭代,已让其更简单高效。
  4. 与其他的序列式容器相比(array,vector,deque),list通常在任意位置进行插入、移除元素的执行效率更好。
  5. list需要一些额外的空间,以保存每个节点的相关联信息(对于存储类型较小元素的大list来说这可能是一个重要的因素)

想要了解更多关于list的详细内容,请点击list的文档介绍。

list的使用

注意:本章只介绍一些常用的接口

list的构造

构造函数接口说明代码演示
list()构造空的listlist<int> l1;
list(size_t n, const T& val = T())构造的list中包含n个值为val的元素

list<int> l2(5, 100);

// l2中放5个值为100的元素

list(const list<T>& x)拷贝构造函数list<int> l3(l2);
list(InputIterator first, InputIterator last)用[first, last)区间中的元素构造listlist<int> l4(l2.begin(), l2.end());
list(initializer_list<T> li)使用花括号进行构造(C++11)list<int> lt = { 1,2,3,4,5 };

list iterator的使用

list的迭代器,大家在这里可以暂时理解成一个指针,该指针指向list的某个节点。

函数说明接口说明
begin + end返回第一个元素的迭代器+返回最后一个元素下一个位置的迭代器
rbegin + rend返回第一个元素的reverse_iterator,即end位置,返回最后一个元素下一个位置的reverse_iterator,即begin位置
// 迭代器使用举例
int main()
{list<int> li = {1,2,3,4};list<int>::iterator it = li.begin();while (it != li.end()){cout << *it << " ";++it;}return 0;
}

list的增删查改

函数声明接口说明代码演示
insert在list pos 位置中插入值为val的元素iterator insert(iterator pos, const T& val)
erase删除list pos 位置的元素iterator erase(iterator pos)
clear清空list的有效元素void clear()

注意:在list的接口里面没有提供[ ],因为效率不高

list的迭代器失效

相比vector,list的迭代器失效相对简单一些。

前面说过,此处大家可将迭代器暂时理解成类似于指针,迭代器失效 即迭代器所指向的节点已经不存在了,即该节点被删除了。因为list的底层结构为带头双向循环链表,因此在list中进行插入时是不会导致list的迭代器失效的,只有在删除时才会失效,并且失效的只是指向被删除节点的迭代器,其他迭代器不会受到影响。

// 删除是偶数的数据
list<int> li = {1,2,3,4};
list<int>::iterator it = li.begin();
while (it != li.end())
{if (*it % 2 == 0)//li.erase(it);      会导致迭代器失效it = li.erase(it); //重新对迭代器进行赋值,就会避免失效的问题else++it;
}

注意:此处的迭代器失效只是针对vs下所说,不同平台的list底层实现结构不同,所以在其他平台下可能不会失效 

list的底层实现

迭代器的实现

与vector不同,vector的迭代器使用原生态指针就可以搞定,但list不行,因为list的底层结构是不连续的,所以对list的原生态指针进行了封装。

template<class T, class Ref, class Ptr>
//使用一个类封装原生态指针
struct listiterator
{typedef ListNode<T> Node;typedef listiterator<T, Ref, Ptr> Self;listiterator(Node* node)  //构造:_node(node){}Self& operator++()        //前置++底层结构{_node = _node->_next;return *this;}Self operator++(int)      //后置++底层结构{Self tmp(*this);_node = _node->_next;return tmp;}Ref operator*()           //operator*底层结构{return _node->_data;}bool operator!=(const Self& it){return _node != it._node;}Node* _node;              //包含一个结点的指针
};

常用接口实现

//拷贝构造
list(const list<T>& x)
{empty_list();             //对list进行初始化for (const auto& e : x){push_back(e);}
}
//赋值
list<T>& operator=(list<T> x) 
{swap(_head,x._head);     //交换两个list的头节点return *this;
}
iterator insert(iterator pos, const T& val)
{Node* cur = pos._node;            //获取指向该结点的指针Node* newnode = new Node(val);Node* prev = cur->_prev;prev->_next = newnode;            //插入newnode->_prev = prev;newnode->_next = cur;cur->_prev = newnode;return iterator(newnode);
}
iterator erase(iterator pos)
{assert(pos != end());        //断言,防止删除头节点Node* cur = pos._node;       //获取指向该结点的指针Node* prev = cur->_prev;Node* next = cur->_next;prev->_next = cur->_next;    //删除next->_prev = prev;delete cur;return iterator(next);
}
void clear()            //清空list的有效数据
{list<T>::iterator it = begin();while (it != end()){it = erase(it); //给迭代器重新赋值,防止迭代器失效}
}

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