细腻的链接:C++ list 之美的解读

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前言:

小编在前几日刚写过关于vector容器的内容,现在小编list容器也学了一大部分了,小编先提前说一下学这部分的感悟,这个部分是我学C++以来第一次感到有难度的地方,特别是在list容器的模拟实现中便可以看出来,到时候再细说,总之就是我在这一部分感到有一点困难了,它很考察前面知识点,包括但不限于类和对象,模板,数据结构部分内容等等,这边话也不多说了,开启今日的学习时间。

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文章目录

  • 细腻的链接:C++ list 之美的解读
    • 1.list的介绍
      • 1.1.list是什么
      • 1.2.list功能一览
    • 2.list功能讲述
      • 2.1.list的构造
        • 2.1.1.list(size_t n,const value_type& val = vlaue_type())
        • 2.1.2.list()
        • 2.1.3.list(const list& x)
        • 2.1.4.list(Inputlterator first,Inputlterator last)
      • 2.2.迭代器(iterator)的使用
        • re2.2.1.begin + end
        • 2.2.2.rbegin + rend
      • 2.3.list capacity
        • 2.3.1.empty
        • 2.3.2.size
      • 2.4.list element access
        • 2.4.1.front
        • 2.4.2.back
      • 2.5.list modifiers
        • 2.5.1.push_front
        • 2.5.2.pop_front
        • 2.5.3.push_back
        • 2.5.4.pop_front
        • 2.5.5.insert
        • 2.5.6.erase
        • 2.5.7.swap
        • 2.5.8.clear
    • 3.总结

正文:

1.list的介绍

1.1.list是什么

list也和我们之前学过的某个数据结构息息相关,它就是:双链表,list的底层实际上就是带头双向循环链表,恰好小编这里有一个很形象的展示它的图片,这边我就分享出来了。

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通过上图我们就可以看出list的具体结构,它就是我们之前学过的双向带头循环链表(双链表),此时的list和上次我讲述的vector是一样的,它们都是一个模版类,因为vector容器的类型可能都是不相同的,他可以接受int,float,double作为类型。甚至list同样也可以存储string容器,可谓是很全能,这便是模版带来的好处,可以帮助我们完成许多事情。

1.2.list功能一览

下面小编先给各位展示一下网站上对于list容器的简介,可能有很多读者朋友是第一次看我的文章,所以我还是放上这个网站的链接:list - C++ Reference,各位读者朋友可以在这个网站看到list容器更为详细的介绍,只不过很考验各位的英语功底,我还是那句话

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下面小编就和之前STL容器讲解一样,开始对于list部分函数的介绍~

2.list功能讲述

2.1.list的构造

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构造函数也是我们的老朋友,每一个容器都是有它自己的构造函数的,连构造函数都没有,这个容器创建起来也是没有一点意义,下面小编就分别讲述一下部分构造函数的使用,可能讲的不全,但是只要先把这个掌握了,那么在掌握其他就容器的多了。

构造函数(constructor)接口说明
list (size_type n, const value_type& val =value_type())构造的list中包含n个值为val的元素
list()构造空的list
list (const list& x)拷贝构造函数
list (InputIterator fifirst, InputIterator last)用[first, last)区间中的元素构造list
2.1.1.list(size_t n,const value_type& val = vlaue_type())

这个构造函数,乍一看感觉有点困难,其实它是很简单的,这个函数小编在之前的容器中也不止一次说过,它的功能其实就是构造并初始化n个val罢了,它的形参之所以看起来如此的复杂,其实就是因为它是一个模版类罢了,下面小编展示用法:

std :: list<int> s1(10,1);  //这里我还是提醒一下,因为list是模板类,所以初始化必须显示初始化,告知编译器它内容的类型
2.1.2.list()

这个函数也是一个常客了,小编在前面也说过,它的功能其实就是构造并初始化一个空的list,下面我直接上代码:

std :: list<int>();
2.1.3.list(const list& x)

这个函数也是比较好认识的,通过括号里面的内容,我们便可以知晓它是一个很典型的拷贝构造函数的写法,这个函数小编在类和对象(3)讲过,感兴趣的读者朋友可以去看一看(每日推销),废话不多说,小编展示它的用法:

std :: list<int> s1;
std :: list<int> s2 = s1;  //也可以写成list<int>s2(s1),想写成啥就写成啥
2.1.4.list(Inputlterator first,Inputlterator last)

这个函数我也在之前讲过,看着这个有点复杂,其实作用是很简单的,它的作用无非就是用[first,last)区间(谨记这里是左闭右开区间)的因素构造list,下面我直接展示用法:

std :: list<int> s1;
std :: list<int> s2(s1.begin(),s1.end());

以上便就是构造函数的用法,构造函数在list众多接口中苏是比较容易的,下面小编继续往后进行讲述。

2.2.迭代器(iterator)的使用

对于迭代器,想必读者朋友到这里就不陌生了,它是一个很像指针的东西,只不过它并非就是指针,这里我先预告一下,小编在list类的模拟实现中,将不会再把指针包装成迭代器了,具体情况请看我推出的模拟使用篇章(大概很久,因为string我还没写),下面小编就讲述一下关于迭代器函数的使用,突然想起来一个C++11新加入的内容我没讲,那就是范围for,因为范围for的底层是迭代器,这里既然有迭代器,自然可以支持范围for,所以各位读者朋友记住就好。

函数声明接口声明
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
rebgin+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
re2.2.1.begin + end

这两个函数也属于我们的老朋友了,小编在之前的容器讲解中就多次讲述了这俩函数,这里它们的作用可能和前面不太相同,因为此时的list是链表结构,此时的begin指向的是第一个有意义的结点,而end不在是最后一个位置,而是指向的哨兵位,不然的话遍历会出现死循环的情况,并且会完整的遍历一遍,虽然此时的迭代器不在是指针,但它和指针的用法还是一直的,下面小编带领各位展示它的用法:

using namespace std;
list<int> s1 = {1,2,3,4,5}; //这个操作小编没有在构造函数讲,实际上这个就是实现了一次隐式类型转换,小编在vector就说过,具体的可以看那篇文章。
auto it = s1.begin();
while(it != s1.end())
{cout << *it << " ";it++;
}

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2.2.2.rbegin + rend

这两个函数也属于是老朋友了,它俩的作用就是和上面的函数截然相反,就是遍历的顺序相反了,这便是反向迭代器,至于反向迭代器的深层次讲解,小编将会在之后的栈和队列的容器中会详细讲述,下面直接展示用法:

using namespace std;
list<int> s1 = {1,2,3,4,5}; 
auto it = s1.rbegin();
while(it != s1.rend())
{cout << *it << " ";it++;
}

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以上便就是迭代器的相关内容,由于比较简单,我就一笔带过了,对于这部分内容我有个图片的形象展示,我便分享出来帮助各位更好的去理解。

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2.3.list capacity

正如其名,这部分将会讲述关于list空间相关的函数,不过讲述的其实也不算很多了,因为关键的就那几个,下面小编直接开讲。

函数声明接口说明
empty检测list是否为空,是返回rue,否则返回false
size返回ist中有效节点的个数
2.3.1.empty

这个函数自然不用多说了,它的名字就告知了各位它的用法,它的作用主要就是判断链表是否为空的,下面浅浅的展示用法:

std :: list<int> s1 = {1,2,3};
if(s1.empty())
{cout << 1;  //这里不放图片了,结果显而易见,自然不会打印1
}
2.3.2.size

这个函数也是老朋友了,它的功能是检测数list里面有多少个有效结点,譬如上面的代码,就知道它的size应该是有3个,哨兵位不算有效结点,下面展示用法:

std :: list<int> s1 = {1,2,3};
cout << s1.size() << endl; //这里自然打印三个,我就不放图片了

以上便就是小编对于空间函数的详解,可能有读者朋友好奇为啥子没有capcoaty,这里我只能说好好复习一下链表的知识,链表的特点就是随用随开辟,当我们创建新结点的时候就开辟一个新的,不用多开,所以这便是链表的便携之处,各位要知道,下面我们继续进入函数的讲解。

2.4.list element access

本来我不想讲述这个函数,但我看了看不讲吧可能很多读者朋友不懂,所以我还是讲讲吧,这个英文的翻译是链表的元素访问,所以它提供的函数自然就是访问链表中某些特定部分的函数,下面说说与它相关函数的讲解。

函数声明接口说明
front返回list的第一个节点中值的引用
back返回list的最后一个节点中值的引用
2.4.1.front

通过这个函数的函数名不难看出,这个函数的功能应该是和第一个有意义的结点有关的,确实,这个函数的作用就是返回第一个有效结点的值,由于难度不大,小编直接讲述这个函数的

std :: list<int> s1 = {1,2,3};
cout << s1.front() << endl;  //这个打印出是1,我就不截图了。
2.4.2.back

这个函数的作用其实也是很容易看出来的,这个单词的意思是有返回的意思,仔细想一想,到最后才可以返回,所以这个函数的作用就是返回最后一个结点的数据,下面还是展示用法:

std :: list<int> s1 = {2,3,4};
cout << s1.back() << endl;

以上便就是关于元素访问函数的讲解,下面我们继续往后讲解。

2.5.list modifiers

下面就是今天小编要讲述的最后一个接口,它是关于list的增删查改函数的讲解,下面不多废话,直接进入这个接口的详解。

函数声明接口说明
push_front在list首元素前插入值为val的元素
pop_front删除list中第一个元素
push_back在list尾部插入值为val的元素
pop_back删除list中最后一个元素
insert在ist position位置中插入值为val的元素
erase删除list position位置的元素
swap交换两个ist中的元素
clear清空ist中的有效元素
2.5.1.push_front

这个函数想必学过数据结构的朋友们都不陌生,它就是在前面容器都没有出现过的头插函数,旨在头部插入新结点,当然,肯定不是在哨兵位前面插入结点,它是在第一个有效元素的前面插入新的结点,小编在双链表的时候也讲述过这个函数的写法,同样的,我会在模拟实现的时候再次实现头插,各位读者朋友敬请期待,下面给上用法:

std :: list<int> s1 = {1,2,3};
s1.push_front(1);  //这样的话会打印出1,1,2,3,我就不用图片展示了
2.5.2.pop_front

有插入,自然就有删除函数,这个函数的作用就是起到头删的作用,当然不是删哨兵位,而是删除第一个有效结点如果链表里面有结点的话,那么会把第一个有效的结点进行删除,倘若里面只有一个哨兵位节点的话,那么是会报错的,下面小编展示用法:

std :: list<int> s1 = {1,2,3};
s1.pop_front();  //这样的话会打印出2,3,我就不用图片展示了
2.5.3.push_back

有头插函数,自然就有我们的老朋友——尾插函数,这个函数通过名字就可以知道,它是往最后一个位置插入新的结点,由于难度不达,小编直接展示用法:

std :: list<int> s1 = {1,3,4,5};
s1.push_back(1);  //这样的话会打印出1,3,4,5,1,我就不展示打印图了
2.5.4.pop_front

有尾插函数,自然就有尾删函数,这个函数的做用就是删除尾部的数据,当然,如果这个链表仅仅只有哨兵位一个结点的话,那么会报错,由于难度不大,我就直接上用法了:

std :: list<int> s1 = {1,2,3,4};
s1.pop_back();  //这样的话仅仅会删掉4这个结点的数据
2.5.5.insert

这个函数也是个老熟人了,它的作用是在任意位置上插入数据,所以它既可以实现头插尾插,也可以实现任意插入数据,在之后的尾插函数和头插函数的模拟实现中,在最后我们可以只用实现一个insert函数就好了,用insert套用实现它们,下面小编展示它的用法:

std :: list<int> s1 = {1,2,3,4};
s1.insert(s1.begin(),2);  //这是实现了头插
2.5.6.erase

既然有指定位置插入函数,那么肯定有指定位置删除函数,这个函数的作用同样也可以实现头删尾删,下面小编展示用法:

std :: list<int> s1 = {1,2,3,4};
s1.erase(s1.begin());  //这里我就简单实现了一下头插函数
2.5.7.swap

swap函数,想必这个肯定不陌生了,我们在C语言阶段就多次使用到swap函数,我记着在数据结构堆的实现中我还用到了这个函数,实现了堆排序,在C++阶段我在模版的时候就用它作为引子,我忘记当时我说没说,swap函数在库中就拥有,只不过库里的swap函数最好不要用,因为代价是很伤的,具体情况请看我以后写的string模拟实现,下面展示它的用法:

using namespace std;
list<int> s1 = {1,2,3,4};
list<int> s2 = {2,5,7,12};
s1.swap(s2);

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2.5.8.clear

这个函数我之前在string应该说过…吧,这个函数作用就是起清空数据的作用,倘若我们写了一个很多结点的list,想要一次性释放,不放试试这个函数,直接就把所有结点给释放了,下面小编直接展示他的用法:

using namespace std;
list<int> s1 = {1,2,3,4,5,51,1,2,3,4,4};
s1.clear();  //使用它会直接被清空(里面的结点)。

以上便就是小编将要讲述的增删查改函数,这就是小编将要讲述的最后一个功能,其实学多了容器,各位读者朋友不难发现,容器的功能的使用其实都是很相似的,只要我们掌握了其中一个容器的写法,剩余容器的写法便可以会轻易的掌握,难的是底层逻辑,我将会在不久的将来诞生出list容器的模拟实现文章,希望不会太久。

3.总结

本文到这里也是创作结束了,感觉周末的我,还是比较贪玩的,这篇文章我花了两天才写完,确实是我懈怠了,这里提醒那些爱看小说的读者朋友,千万不要沉迷于小说,不然会耽误很多事,对于文章有任何错误的地方,可以在评论区指出,我会定期逛评论区来给大家解惑,那么各位大佬们,我们下一篇文章见啦!

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