1.概述
- 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
- 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
- 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
- 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
- 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, list 还需要一些额外的空间,以保存每个节点的相关联信息
2.成员函数
2.1 构造函数
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| 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 |
2.2 iterator 的使用
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| 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 , 返回最后一个元素下一个位置的 reverse_iterator, 即 begin 位置 |
反向迭代器的 ++ 就是正向迭代器的 -- ,反向迭代器的 -- 就是正向迭代器的 ++ ,因此反向迭代器的实现可以借助正向迭代器,即:反向迭代器内部可以包含一个正向迭代器,对正向迭代器的接口进行
包装即可
- begin 与 end 为正向迭代器,对迭代器执行 ++ 操作,迭代器向后移动
- rbegin(end) 与 rend(begin) 为反向迭代器,对迭代器执行 ++ 操作,迭代器向前移动
2.3 list capacity
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| 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 |
2.4 list element access
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| 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 |
2.5 list modifiers
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| push_front | 在 list 首元素前插入值为 val 的元素 |
| pop_front | 删除list中第一个元素 |
| push_back | 在 list 尾部插入值为 val 的元素 |
| pop_back | 删除 list 中最后一个元素 |
| insert | 在 list position 位置中插入值为 val 的元素 |
| erase | 删除 list position 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 |
2.6 list的迭代器失效
迭代器暂时理解成类似于指针, 迭代器失效即迭代器所指向的节点的无效,即该节 点被删除了 。因为 list 的底层结构为带头结点的双向循环链表 ,因此 在 list 的插入是不会导致 list 的迭代 器失效的,只有在删除时才会失效,并且失效的只是指向被删除节点的迭代器,其他迭代器不会受到影响
3.list和vector的比较
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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,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 | 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 | 大量插入和删除操作,不关心随 机访问 |