＜C++＞ list容器本质|常用接口|自定义排序规则

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🔥前言

今天把 list容器的基本操作、常用接口做一个系统的整理，结合具体案例熟悉自定义内部排序方法的使用。

list

与

vector

是STL中最常用的两个容器，如果对vector 容器不熟悉的朋友可以在系列专栏里翻阅复习或者学习。

1、list 容器本质与特点

本质：

list

容器可以看做一个双向循环链表，用于存储的每个结点包含数据域和指针域

示意图：

名词解释：

• begin和end都是迭代器，可以看成指针来操作 - begin 对应的是容器首个元素，而end 对应容器最后一个元素的下一个位置
• prev和next代表前驱指针和后继指针，并不是 list容器的接口 - 指针域用来存储下一个结点的地址
• front和back分别是第一个和最后一个结点的数据域
• push_back、push_front、pop_back、pop_front代表尾插、头插、尾删、头删

通过前驱后继指针可以将每个结点连接起来，头结点的前驱与尾结点后继指针都指向

null

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

list 特点：

• 优点：可以对任意位置快速插入删除，动态分配存储，不会造成内存浪费和溢出
• 缺点：遍历速度比数组慢，占用空间比数组大

list

有一个重要的性质，插入和删除操作都不会造成原有 list迭代器的失效

2、list 基本操作与常用接口

包含

list

容器的构造、赋值交换、插入删除、数据存取、空间大小、反转、排序。

2.1、list 构造函数

• 用于创建list容器

函数原型：

• list<T> lst;- 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

示例：

#include<iostream>#include<list>usingnamespace std;voidprintList(const list<int>& L){for(list<int>::const_iterator it = L.begin(); it != L.end(); it++){
        cout <<*it <<" ";}
    cout << endl;}voidtest(){//默认构造
    list<int>L1;
    L1.push_back(10);
    L1.push_back(20);
    L1.push_back(30);printList(L1);//区间构造
    list<int>L2(L1.begin(),L1.end());printList(L2);//拷贝构造
    list<int>L3(L2);printList(L3);//相同值构造
    list<int>L4(10,1000);printList(L4);}

2.2、list 赋值和交换

• 用于给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

示例：

//赋值和交换voidtest01(){
    list<int>L1;
    L1.push_back(10);
    L1.push_back(20);
    L1.push_back(30);//赋值
    list<int>L2;
    L2 = L1;

    list<int>L3;
    L3.assign(L2.begin(), L2.end());

    list<int>L4;
    L4.assign(10,100);}//交换voidtest02(){
    list<int>L1;
    L1.push_back(10);
    L1.push_back(20);
    L1.push_back(30);

    list<int>L2;
    L2.assign(10,100);

    cout <<"交换前： "<< endl;printList(L1);printList(L2);

    L1.swap(L2);
    cout <<"交换后： "<< endl;printList(L1);printList(L2);}

2.3、list 大小操作

• 用于对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);- 与resize(num)的区别是默认值变为elem

示例：

voidtestr(){
    list<int>L6;
    L6.push_back(10);
    L6.push_back(30);
    L6.push_back(40);//判断容器是否为空if(L6.empty()){
        cout <<"list 为空"<< endl;}else{
        cout <<"lsit 不为空，元素个数为："<< L6.size()<< endl;}//重新指定大小
    L6.resize(6,100);printInfo(L6);

    L6.resize(3);printInfo(L6);}

2.4、 list 插入和删除

• 用于对 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

示例：

voidtestt(){
    list<int>L7;//尾插
    L7.push_back(1);
    L7.push_back(2);
    L7.push_back(3);//头插
    L7.push_front(30);
    L7.push_front(20);
    L7.push_front(10);printInfo(L7);//插入 insert
    list<int>::iterator t = L7.begin();
    L7.insert(++t,6);//删除 erase
    t = L7.end();//end迭代器指向最后一个有效元素的下一个位置
    L7.erase(--t);printInfo(L7);//移除
    L7.push_back(10000);
    L7.push_back(10000);printInfo(L7);
    L7.remove(10000);printInfo(L7);//清空
    L7.clear();if(L7.empty()){
        cout <<"list 已经清空"<< endl;}}

2.5、list 数据存取

• 用于对 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。

示例：

voidtesty(){
    list<int>L1;
    L1.push_back(10);
    L1.push_back(20);
    L1.push_back(30);
    L1.push_back(50);//访问首尾元素
    cout <<"第一个元素值为："<< L1.front()<< endl;
    cout <<"最后一个元素值为："<< L1.back()<< endl;//不支持下标访问，也不支持随机访问，底层是链表
    list<int>::iterator it = L1.begin();
    it++;//正确//it + 1;//错误，不存在与"+"匹配的运算符}

2.6、list 反转和排序

• 将容器中的元素反转，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

反转示例：

voidtestu(){
    list<int>L1;
    L1.push_back(10);
    L1.push_back(20);
    L1.push_back(30);
    cout <<"反转前："<< endl;printInfo(L1);
    cout <<"反转后："<< endl;
    L1.reverse();printInfo(L1);}

排序示例：

//用于降序排序boolmyCompare(int v1,int v2){//降序：让第一个数 > 第二个数return v1 > v2;}voidtesti(){
    list<int>L;
    L.push_back(2);
    L.push_back(1);
    L.push_back(6);
    L.push_back(4);
    L.push_back(5);
    L.push_back(3);
    cout <<"排序前："<< endl;printInfo(L);
    cout <<"升序排序后："<< endl;
    L.sort();printInfo(L);
    cout <<"降序排序后："<< endl;
    L.sort(myCompare);printInfo(L);}

• 所有不支持随机访问迭代器的容器，不可以使用标准算法
• 这些容器内部会提供排序的成员方法

sort

是

list

容器内部的排序方法，默认为升序排列，可以通过自己编写函数来决定排序的规则。

3、排序案例

3.1、生肖类

classPerson{public:Person(string name,int age,int height){this->name = name;this->age = age;this->height = height;}//属性
    string name;int age;int height;};

3.2、排序规则

//自定义排序规则 compareboolcompare(Person& p1, Person& p2){//按照身高降序if(p1.height == p2.height){//如果身高相同，按照年龄升序排序return p1.age < p2.age;}else{return p1.height > p2.height;}}

3.3、具体实现与效果

//打印list容器voidprintList(list<Person>&L){for(list<Person>::iterator it = L.begin(); it != L.end(); it++){
        cout <<"姓名："<< it->name <<"\t年龄："<< it->age <<"\t身高："<< it->height << endl;}}//函数主体voidtest_Person(){
    list<Person>L;//准备数据
    Person p1("辰龙",29,188);
    Person p2("寅虎",27,186);
    Person p3("子鼠",25,168);
    Person p4("丑牛",26,189);
    Person p5("卯兔",28,168);
    Person p6("亥猪",36,186);//尾插
    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);
    cout <<"---------------------------------------"<< endl;
    cout <<"排序后："<< endl;
    L.sort(compare);printList(L);}

list容器在泛型编程里还是比较重要的，希望我的分享可以给大家带来帮助，最后要个赞不过分吧