听说std::vector频繁插入有性能问题，那么std::list是std::vector的替代品？非也非也，所谓"寸有所长，尺有所短，物有所必，事有所当"，没有绝对的谁替代谁，作为工具人更正确的做法是根据特定的场景选用特定的工具而已。

老套路，先来两个关于list的权威参考：cppreference

又或者这个也行cplusplus

list的实现原理

list的底层是双向链表结构，因而list可以支持前后双向迭代，双向链表中每个元素存储在独立节点中，这些节点不像vector那样需要连续的内存，在节点中通过指针指向其前一个元素和后一个元素来进行链接。

因为list中的每个节点没有强制的关联性，基本是相互独立的，因此list通常可以在任意位置进行插入、移除元素并获得较好的性能，最差的情况就是在尾部进行插入删除操作，因为这需要迭代一遍。

也正是因为list的每个节点不具备连续关联性，因此它不支持任意位置的访问，而支持任意位置的随机访问，这恰恰是vector的最大优势。

或许世界就是这么难两全，有舍才有得...

list基本使用

对于list的构造比较简单，我们直接上代码：

c 复制代码

int main() {
    // 构造空的list
    std::list<int> list_01;
    // 构造list中包含2个值为3的元素
    std::list<int> list_02(2,3);
    // 使用的list_02的区间构造list
    std::list<int> list_03(list_02.begin(),list_02.end());
    // 是否为空
    std::cout << "list_01是否为空：" << list_01.empty() << std::endl;
    std::cout << "list_03的size：" << list_03.size() << std::endl;
    return 0;
}

对于list的迭代这里就不多说了，无脑使用auto的for即可。

对于list元素的访问我们可以内部函数front和back，这两个函数返回一个引用，一次既可以访问到对应值，也可以修改值：

c 复制代码

int main() {
    // 构造list中包含2个值为3的元素
    std::list<int> list_01(2,3);
    // 修改
    list_01.front() = 6;
    list_01.back() = 7;
    for (auto value:list_01) {
        std::cout << "value:" << value << std::endl;
    }
    return 0;
}

对于list的插入元素，我们可以使用哪些函数呢？最常用的有push_back、push_front、insert这三个，其中push_back、push_front意如字面，就是在尾部和头部插入元素的意思。而insert则支持在任意位置插入。

c 复制代码

using namespace std;

int main() {
    // 构造list中包含2个值为3的元素
    std::list<int> list_01(2,3);
    // 尾部插入
    list_01.push_back(6);
    // 头部插入
    list_01.push_front(7);
    auto insertPos = list_01.begin();
    insertPos++;
    // 特定位置插入
    list_01.insert(insertPos,5);
    for (auto value:list_01) {
        std::cout << "value:" << value << std::endl;
    }
    return 0;
}

上面的示例代码输出如下：

对于list的删除操作比较多，我们直接看代码注释：

c 复制代码

using namespace std;

int main() {
    // 构造list中包含10个值为3的元素
    std::list<int> list_01(10,3);
    // 尾部删除
    list_01.pop_back();
    // 头部删除
    list_01.pop_front();
    // 删除所有为3的元素
//    list_01.remove(3);
    // 按照条件删除
    list_01.remove_if([=](const int value){
        // 删除值为2的元素
        return value == 2;
    });
    
    // 删除特定位置的元素
    list_01.erase(list_01.begin());

    for (auto value:list_01) {
        std::cout << "value:" << value << std::endl;
    }
    // 清空
    list_01.clear();
    return 0;
}

需要注意跌是在调用list的pop_front和pop_back需要保证list不为空，否则会跑出异常。

list与vector的对比

vector与list都是STL中非常重要的序列容器，由于两个容器的底层结构不同，导致其特性以及应用场景不同，笔者把它们的区别整理如下表：

功能	vector	list
底层结构	动态顺序表，一段连续空间	带头节点的双向循环链表
随机访问	支持随机访问，访问某个元素效率O(1)	不支持随机访问，访问某个元素效率O(N)
插入和删除	任意位置插入和删除效率低，需要搬移元素，时间复杂度为O(N)，插入时可能需要增容。增容：开辟新空间，拷贝元素，释放旧空间，导致效率更低	任意位置插入和删除效率高，不需要搬移元素，时间复杂度为O(1)，不存在增容问题
空间利用率	底层为连续空间，不容易造成内存碎片，空间利用率高，缓存利用率高	底层节点随机动态开辟，小节点容易造成内存碎片，空间利用率低，缓存利用率低
迭代器	原生态指针	对原生态指针（节点指针）进行封装
迭代器失效	在插入元素时，要给所有的迭代器重新赋值，因为插入元素有可能会导致重新扩容，致使原来迭代器失效，删除时，当前迭代器需要重新赋值否则会失效	插入元素不会导致迭代器失效，删除元素时，只会导致当前迭代器失效，其他迭代器不受影响
使用场景	需要高效存储，支持随机访问，不关心插入删除效率	大量插入删除操作，不关心随机访问

关注我，后期不定期更新...

C++STL之list

list的实现原理

list基本使用

list与vector的对比