【C++】STL容器List的使用&vector和list的对比

STL容器List使用介绍&vector和list的对比

一，list的使用
- [1. 构造&拷贝构造](#1. 构造&拷贝构造)
- [2. 迭代器](#2. 迭代器)
- [3. 容量相关](#3. 容量相关)
- [4. 增删查改](#4. 增删查改)
二，list对比vector
- [1. 结构](#1. 结构)
- [2. 访问方式](#2. 访问方式)
- [3. 插入删除](#3. 插入删除)
- [4. 空间利用率](#4. 空间利用率)
- [5. 迭代器](#5. 迭代器)
- [6. 迭代器失效问题](#6. 迭代器失效问题)
- [7. 使用场景](#7. 使用场景)

一，list的使用

我们废话不多说，直接开始介绍list的使用

list也和vector一样由类模板生成，使用时指定存储的数据类型，但是不同的是，list的底层空间不是连续的，而是双向链表。相比其他的容器，list的插入删除效率更高。

1. 构造&拷贝构造

cpp 复制代码

list<int> l1;
list<int> l2(10,1);//用n个值初始化

vector<int> v = {1,2,3,4};
list<int> l3(v.begin(),v.end());//迭代器构造

list<int> l4(1);

2. 迭代器

list的底层是双向链表，所以其迭代器不像 vector 和 string 的迭代器是底层连续的，但是迭代器可以类似指针一样使用，在模拟实现部分我们会重点讲解。

cpp 复制代码

list<int> l = {1,2,3,4};
list<int>::iterator it = l.begin();
while(it != l.end()){
	cout<<*it<<" ";
	++it;
}

list也可以用范围for来遍历

cpp 复制代码

for(auto e : l){
	cout<<e<<" ";
}

这里需要注意的是list的反向迭代器的位置和其他容器也不同

3. 容量相关

容量相关的部分这两个部分比较常用，模拟实现的时候我们也只实现这几个主要的接口：

4. 增删查改

这里先说insert

insert和vector一样要传入迭代器位置作为参数，也可以传入一段迭代器区间作为参数。

erase()传入的也是迭代器位置或者一段迭代器区间进行删除。

头插push_front()传入值就可以，list的底层链表结构支持其可以头插头删

尾删pop_front()

cpp 复制代码

list<int> l;
l.push_front(1);
l.push_front(2);
l.push_front(3);
l.push_front(4);
for(auto e : l){
	cout<<e<<" ";
}

l.pop_front();
for(auto e : l){
	cout<<e<<" ";
}

二，list对比vector

1. 结构

vector底层是动态顺序表，一段连续的空间

list底层是带头双向循环链表

2. 访问方式

vector支持随机访问，访问某个元素效率O(1)

list不支持随机访问，访问某个元素效率O(N)

3. 插入删除

vector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)，插入时有可能需要增容，增容：开辟新空间，拷贝元素，释放旧空间，导致效率更低。

list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)

4. 空间利用率

vector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

list底层节点动态开辟，小节点容易造成内存碎片，空间利用率低，缓存利用率低

5. 迭代器

vector的迭代器是原生指针

而list的迭代器是对原生指针(节点指针)进行封装

6. 迭代器失效问题

vector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

list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

7. 使用场景

vector需要高效存储，支持随机访问，不关心插入删除效率

list大量插入和删除操作，不关心随机访问

具体的list的模拟实现和迭代器失效等问题我们在下一节进行讲解