文章目录
- C++中的List容器用法详解
- [List 的特点](#List 的特点)
- [List 的重要接口用法介绍](#List 的重要接口用法介绍)
C++中的List容器用法详解
在C++标准模板库（STL）中，list 是一种高效的、双向的、动态的容器，它允许在任何位置快速插入和删除元素。list 容器在内部通过节点来存储数据，每个节点都包含数据部分和指向前后节点的指针。这种设计使得 list 在进行插入和删除操作时具有较高的效率，因为只需要修改指针的指向，而不需要移动元素。
List 的特点
std::list 是 C++ 标准模板库（STL）中的一个容器，它具有以下特点：
-
双向链表 ：
list是一个双向链表，每个元素都包含一个数据部分和两个指针，分别指向下一个元素和上一个元素。这种结构使得在链表的任何位置插入或删除元素都非常高效。 -
动态大小 ：
list容器的大小是动态的，可以随着元素的添加和删除而自动调整。它不需要预先分配固定大小的内存。 -
不连续内存分配 ：与数组或
std::vector不同，list的元素不存储在连续的内存块中。每个元素都是独立分配的，这使得list在处理大量数据时能够提供更好的内存利用率和性能。 -
高效插入和删除 ：由于其链表结构，
list在任何位置插入或删除元素的时间复杂度都是常数时间（O(1)），这比std::vector在中间位置插入或删除元素的线性时间（O(n)）要快得多。 -
不支持随机访问 ：由于
list是一个链表，它不支持像数组或std::vector那样的随机访问。访问list中的元素需要从头开始遍历，因此其时间复杂度为线性时间（O(n)）。 -
迭代器支持 ：
list提供了双向迭代器，这意味着可以从两个方向遍历list，但不支持随机访问迭代器。 -
内存管理 ：
list的内存管理是自动的，当元素被插入时，list会自动分配内存；当元素被删除时，list会自动释放内存。 -
不支持直接访问 ：不能通过索引直接访问
list中的元素，必须使用迭代器。 -
不支持
at()方法 ：list不提供at()方法来访问元素，因为这需要随机访问能力，而list不支持随机访问。 -
不支持
[]运算符 ：与at()方法类似，list也不支持[]运算符来访问元素，原因同上。 -
不支持
resize()方法 ：list不提供resize()方法来改变容器的大小，因为list的大小是动态的，且不连续分配内存。 -
不支持
reserve()方法 ：list不提供reserve()方法来预分配内存，因为list的内存分配策略是自动的。
list 的这些特点使得它在需要频繁插入和删除操作的场景中非常有用，但在需要快速随机访问的场景中则不如 std::vector 或数组高效。
List 的重要接口用法介绍
1.创建和初始化List
在C++中，可以使用多种方式创建和初始化 list 容器：
list
- (1)
空容器构造函数(默认构造函数)构造一个没有元素的空容器。 - (2)
构造一个包含n个元素的容器。每个元素都初始化为val。 - (3)
构造一个包含与[first,last)范围相同数量元素的容器，每个元素以相同的顺序从该范围内的相应元素构造。 - (4)
构造了一个包含x中每个元素副本的容器，元素顺序与x中的顺序相同。
cpp
#include <iostream>
#include <list>
int main() {
// (1)创建一个空的list
std::list<int> mylist;
// (2)创建一个有n个空间每个空间都存val的list
std::list<int> mylist2(5,10);
// 使用初始化列表创建list
std::list<int> mylist3 = {1, 2, 3, 4, 5};
// (3)创建一个包含一些整数的数组
int arr[] = { 10, 20, 30, 40, 50 };
// 创建一个指向数组的迭代器范围
int* first = arr;
int* last = arr + sizeof(arr) / sizeof(arr[0]);
// 使用迭代器范围创建一个list
std::list<int> mylist3(first, last);
// (4)使用另一个list初始化
std::list<int> mylist4(mylist2);
return 0;
}2.插入元素
push_back
- 在
list容器的末尾添加了一个新元素，位于其当前的最后一个元素之后。val的内容被复制（或移动）到新元素中，就是尾插个节点
cpp
std::list<int> lt;
lt.push_back(1);
lt.push_back(2);
lt.push_back(3);
push_fornt
- 就是头插个节点
cpp
std::list<int> lt;
lt.push_front(1);
lt.push_front(2);
lt.push_front(3);
insert
- (1)
就是指定位置的元素之前进行插入新元素 - (2)
选择插入位置进行单个或者多个元素的插入 - (3)
进行[first,last)范围的插入
cpp
std::list<int> mylist1 = { 1, 2, 3, 4, 5 }; // 初始化列表
std::list<int>::iterator it1 = mylist1.begin(); // 获取迭代器
// 在迭代器 it 指向的位置之前插入值为 10 的元素
it1 = mylist1.insert(it1, 10);//(1)
std::list<int> mylist2 = { 1, 2, 3, 4, 5 }; // 初始化列表
std::list<int>::iterator it2 = mylist2.begin(); // 获取迭代器
// 在迭代器 it 指向的位置之前插入 2 个值为 10 的元素
mylist2.insert(it2, 2, 10);//(2)
std::list<int> mylist3 = { 1, 2, 3, 4, 5 }; // 初始化列表
std::vector<int> myvector = { 6, 7, 8 }; // 初始化向量
std::list<int>::iterator it3 = mylist3.begin(); // 获取迭代器
// 在迭代器 it 指向的位置之前插入 myvector 中的元素
mylist3.insert(it3, myvector.begin(), myvector.end());//(3)删除元素
pop_back
- 删除末尾元素
pop_font
- 删除开头元素
clear
- 清空整个list
cpp
mylist.pop_back();
mylist.pop_front();
mylist.clear(); 
erase
- (1)
接受一个迭代器 position ，它指向你想要删除的单个元素。这个元素会被从容器中移除，容器的大小会减一。返回值是一个迭代器，指向被删除元素之后的元素，如果 position 是容器中的最后一个元素，则返回 end() 。 - (2)
接受一对迭代器 first 和 last ，它们定义了一个范围。这个范围内的所有元素都会被从容器中移除。返回值是一个迭代器，指向被删除范围之后的第一个元素，如果 last 是容器中的最后一个元素，则返回 end() 。
cpp
std::list<int> mylist1 = { 1, 2, 3, 4, 5 };
std::list<int>::iterator it = mylist1.begin();
// 删除迭代器 it 指向的元素
it = mylist1.erase(it);//(1)
std::list<int> mylist2 = { 1, 2, 3, 4, 5 };
std::list<int>::iterator it1 = mylist2.begin();
std::list<int>::iterator it2 = mylist2.begin();
std::advance(it2, 3); // 移动 it2 到第四个元素
// 删除从 it1 到 it2 范围内的元素
it1 = mylist2.erase(it1, it2);//(2)遍历List
迭代器遍历
cpp
for (std::list<int>::iterator it = mylist.begin(); it != mylist.end(); ++it) {
std::cout << *it << " ";
}范围for遍历
cpp
list<int> lt = { 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9 };
for (auto e : lt)
{
cout << e << " ";
}
cout << endl;排序List
sort
- (1)
升序排序 - (2)
降序排序（得需要仿函数）
cpp
list<int> lt = { 1, 3, 2, 5, 4, 9, 8, 7, 6 };
//排序升序
lt.sort();
lt.sort(greater<int>());//降序，greater<int>()//仿函数反转List
reverse
- 反转或者说逆置list
cpp
mylist.reverse(); // 反转list中的元素顺序转移List
splice
- 注意：
转移之后lt3直接转移走，lt3里面什么都没有了就 - 吐槽：
虽说起名字叫splice但是还是感觉transfers更贴近一点
cpp
//splice （transfers） 转移
list<int> lt2;
lt2.push_back(1);
lt2.push_back(3);
lt2.push_back(5);
lt2.push_back(4);
lt2.push_back(2);
for (auto e : lt2)
{
cout << e << " ";
}
cout << endl;
lt2.splice(lt2.end(), lt2, lt2.begin());
for (auto e : lt2)
{
cout << e << " ";
}
cout << endl;
list<int> lt3;
lt3.push_back(1);
lt3.push_back(2);
lt3.push_back(3);
for (auto e : lt3)
{
cout << e << " ";
}
cout << endl;
lt2.splice(lt2.end(), lt3);
for (auto e : lt2)
{
cout << e << " ";
}
cout << endl;
//转移之后lt3直接转移走，lt3里面什么都没有了就
for (auto e : lt3)
{
cout << e << " ";
}
cout << endl;去重
unique
- (1)
去除list中重复的元素 - (2)
接受一个二元谓词（ BinaryPredicate ），用于定义两个元素是否相等。默认情况下，如果两个元素相等（即它们的值相同），则认为它们是重复的。unique函数会遍历列表，并移除所有相邻的重复元素，只保留第一个元素。新列表的大小会减小，但元素的顺序不会改变。 - 注意：
在用去重函数之前一定要进行排序
cpp
//去重 unique(得先排序)
lt.unique();//(1)
//(2)
#include <iostream>
#include <list>
#include <algorithm> // for std::equal_to
bool is_equal(const int& a, const int& b) {
return a == b;
}
int main() {
std::list<int> mylist = {1, 2, 2, 3, 3, 3, 4, 4, 4, 4};
// 使用自定义的二元谓词来定义相等性
mylist.unique(is_equal);
// 打印列表以查看结果
for (int& elem : mylist) {
std::cout << elem << " ";
}
std::cout << std::endl;
return 0;
}合并
merge
- 用于合并两个有序序列。 std::merge 函数定义在 头文件中，它接受两个有序序列的迭代器范围，并将它们合并成一个有序序列。
cpp
#include <iostream>
#include <list>
#include <algorithm> // for std::merge
#include <iterator> // for std::ostream_iterator
int main() {
std::list<int> list1 = {1, 3, 5, 7};
std::list<int> list2 = {2, 4, 6, 8};
std::list<int> merged_list;
// 使用 std::merge 合并两个有序列表
std::merge(list1.begin(), list1.end(),
list2.begin(), list2.end(),
std::back_inserter(merged_list));
// 打印合并后的列表
std::copy(merged_list.begin(), merged_list.end(),
std::ostream_iterator<int>(std::cout, " "));
std::cout << std::endl;
return 0;
}总结
list 是C++标准模板库中非常强大的容器之一，它提供了快速的插入和删除操作，并且支持双向迭代。通过本文的介绍，你应该对 list 的基本用法有了一个大致的了解。在实际编程中，根据具体需求选择合适的容器是非常重要的，list 适合于那些需要频繁插入和删除元素的场景。
希望这篇文章能够帮助你更好地理解和使用C++中的 list 容器。如果你有任何问题或需要进一步的解释，请随时在评论区留言。
小卷王们，用你们勤劳的小手给我点点赞，蟹蟹
