【C++】STL —— list的基本使用

一、list容器的简介

**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的底层是双向链表结构*，双向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. 与其他序列式容器相比，list和forward_list最大的缺陷是不支持任意位置的随机访问，比如：要访问list的第6个元素，必须从已知的位置(比如头部或者尾部)迭代到该位置，在这段位置上迭代需要线性的时间开销；list还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)

二、list容器常用的接口

1.list初始化操作

1.构造函数

void test_list1()
{
    list<int> lt1;        //构造一个空list
    list<int> lt2(5, 10); //构造5个节点list，每个结点的元素是10
    list<int> lt3(lt2.begin(), lt2.end()); //用lt2的迭代器区间构造lt3
    list<int> lt5(lt3);   //用lt3去拷贝构造出lt5
}

2.析构函数

3.赋值重载函数

** 向容器分配新内容，替换其当前内容，并相应地修改其大小。**

void test_list2()
{
    list<int> lt1(6, 8);

    for (auto e : lt1)
    {
        cout << e << " ";// lt1：8 8 8 8 8 8
    }
    cout << endl;

    list<int> lt2(5, 10);
    lt1 = lt2;

    for (auto e : lt1)
    {
        cout << e << " ";// lt1：10 10 10 10 10
    }
    cout << endl;
}

**2.list容量相关的函数 **

函数名功能empty测试容器是否为空size返回容器中的元素数量max_size****返回列表容器所能容纳的最大元素数

void test_list3()
{
    list<int> lt1(6, 8);            //用6个8对lt1进行初始化
    cout << lt1.empty() << endl;    //判断容器是否为空
    cout << lt1.size() << endl;     //计算出容器中的元素数量
    cout << lt1.max_size() << endl; //列表容器所能容纳的最大元素数
    
}

3.list的迭代器

** list也支持迭代器，就想数组一样，从第一个元素访问到下一个元素，但是list的迭代器在实现上和之前的string、vector却有所不同，在下篇博客中会进行模拟实现。深入的了解list迭代器的原理。**

函数名功能begin返回起始位置的迭代器（第一个元素）end返回的是头结点地址rbegin返回的是头结点地址rend****返回起始位置的迭代器（第一个元素）

对于这里迭代器的功能，需要在后面的模拟实现中才能很好的理解。目前只需要了解其使用方法。

void test_list4()
{
    list<int> lt1;    //构建一个空的lt1
    lt1.push_back(1);
    lt1.push_back(2);
    lt1.push_back(3);
    lt1.push_back(4); //尾插 1 2 3 4

    list<int>::iterator it = lt1.begin(); //获取双向链表起始位置的迭代器（正向）
    while (it != lt1.end()) 
    {
        cout << *it << " "; //打印数据
        ++it;
    }
    cout << endl;

    list<int>::reverse_iterator rit = lt1.rbegin(); //获取双向链表起始位置的迭代器（反向）
    while (rit != lt1.rend())
    {
        cout << *rit << " "; //打印数据
        ++rit;
    }
    cout << endl;
}

4.list的增删查改

函数名功能push_front在双向链表的头部插入数据pop_front在双向链表的头部删除数据push_back在双向链表的尾部插入数据pop_back在双向链表的尾部删除数据insert在双向链表的pos位置插入数据erase在双向链表的pos位置删除数据resize调整容器大小，使其包含n个元素swap用x的内容交换容器的内容，x是另一个相同类型的双向链表。大小可能不同。clear删除双向链表中的所有元素（已销毁）assign****给容器分配新内容，替换其当前内容，并相应地修改其大小

** 列举一些常用的函数，其他的可以了解一下**

void test_list5()
{
    list<int> lt1;
    lt1.push_back(1);
    lt1.push_back(2);
    lt1.push_back(3);
    lt1.push_back(4); //尾插 1 2 3 4

    lt1.push_front(10);
    lt1.push_front(20);
    lt1.push_front(30);
    lt1.push_front(40); //头插 1 2 3 4

    lt1.pop_back();  //尾删
    lt1.pop_front(); //头删 

    list<int>::iterator pos = find(lt1.begin(), lt1.end(), 20);//查找20所在的位置
    if (pos != lt1.end())
    {
        pos = lt1.insert(pos, 88); //在pos位置插入88，并将新的迭代器返还给pos
    }

    lt1.erase(pos); //删除pos位置的88

    for (auto e : lt1) //通过范围for打印数据
    {
        cout << e << " ";
    }
    cout << endl;

    lt1.clear(); //清空数据
}