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前言
- vector的insert和erase都会导致迭代器失效
- list的insert不会导致迭代器失效，erase会导致迭代器失效
- insert导致失效的原因是开辟了新空间后，迭代器扔指向原空间
- erase导致失效的原因是销毁的空间不是连续的空间，迭代器找不到下一块小空间的位置
List类的基本概念
1、list是在常数范围内的任意位置进行插入和删除的序列容器，可以向前向后双向迭代
2、list的底层是双向链表结构
3、list和forword_list相似，但后者是单链表，且只能向前迭代
4、和array、vector等容器相比，list可以在任意位置插入、删除元素，效率高
5、list的缺点是不支持随机访问、额外开辟空间存放结点信息、查找效率低需要遍历整个链表
List的构造函数
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| 构造函数 | 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 first, InputIterator last) | 用[first, last)区间中的元素构造list |
cpp
// list的构造
void TestList1()
{
list<int> l1; //构造空的l1
list<int> l2(4, 100); //l2中放4个值为100的元素
list<int> l3(l2.begin(), l2.end()); //用l2的[begin(), end()）左闭右开的区间构造l3
list<int> l4(l3); //用l3拷贝构造l4
//以数组为迭代器区间构造l5
int array[] = { 16,2,77,29 };
list<int> l5(array, array + sizeof(array) / sizeof(int));
//列表格式初始化
list<int> l6{ 1,2,3,4,5 };//C++11的initializer_list,多参数构造函数会发生隐式类型转换
//用迭代器方式打印l5中的元素
list<int>::iterator it = l5.begin();
while (it != l5.end())
{
cout << *it << " ";
++it;
}
cout << endl;
// C++11范围for的方式遍历
for (auto& e : l5)
cout << e << " ";
cout << endl;
}List类迭代器的使用
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| 函数声明 | 接口说明 |
| 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 |
| rbegin + rend | 返回第一个元素的reverse_iterator,即end位置 （最后一个元素下一个位置的迭代器） ，返回最后一个元素下一个位置的reverse_iterator,即begin位置 （第一个元素的迭代器） |
- begin和end为正向迭代器，对迭代器执行++操作，迭代器向后移动
- rbegin和rend为反向迭代器，对迭代器执行++操作，迭代器向前移动
cpp
// list迭代器的使用
// 注意：遍历链表只能用迭代器和范围for
void PrintList(const list<int>& l)
{
// 注意这里调用的是list的 begin() const，返回list的const_iterator对象
for (list<int>::const_iterator it = l.begin(); it != l.end(); ++it)
{
cout << *it << " ";
// *it = 10; 编译不通过
}
cout << endl;
}
void TestList2()
{
int array[] = { 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 0 };
list<int> l(array, array + sizeof(array) / sizeof(array[0]));
// 使用正向迭代器正向list中的元素
// list<int>::iterator it = l.begin(); // C++98中语法
auto it = l.begin(); // C++11之后推荐写法
while (it != l.end())
{
cout << *it << " ";
++it;
}
cout << endl;
// 使用反向迭代器逆向打印list中的元素
// list<int>::reverse_iterator rit = l.rbegin();
auto rit = l.rbegin();
while (rit != l.rend())
{
cout << *rit << " ";
++rit;
}
cout << endl;
}List的功能
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| 函数声明 | 接口说明 |
| empty | 检测list是否为空，是返回true，否则返回false |
| size | 返回list中有效节点的个数 |
| push_front | 头插 |
| pop_front | 头删 |
| push_back | 尾插 |
| pop_back | 尾删 |
| insert | 指定位置插入 |
| erase | 删除指定位置的元素 |
| swap | 交换两个list中的元素 |
| clear | 清空list中的有效元素 |
cpp
// list插入和删除
// push_back/pop_back/push_front/pop_front
void TestList3()
{
int array[] = { 1, 2, 3 };
list<int> L(array, array + sizeof(array) / sizeof(array[0]));
// 在list的尾部插入4，头部插入0
L.push_back(4);
L.push_front(0);
PrintList(L);
// 删除list尾部节点和头部节点
L.pop_back();
L.pop_front();
PrintList(L);
}List的元素访问
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| 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 |
List与vector比较
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| | vector | list |
| 底层结构 | 动态顺序表，一段连续空间 | 带头结点的双向循环链表 |
| 随机访问 | 支持随机访问，效率为O(1) | 不支持随机访问， 效率为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)，插入时有可能需要增容 （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) |
| 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 | 原生指针 | 对原生指针***（结点指针）***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 | 大量插入和删除操作，不关心随 机访问 |
~over~