C++STL之list的使用详解

一、简介

1、底层：list为双向链表，即struct中包含一个数据和两个指针，分别指向前一个节点和后一个节点，在堆上分配空间，每插入一个元数都会分配空间，每删除一个元素都会释放空间

2、性能

① 访问：随机访问性能很差，只能快速访问头尾节点

② 插入：很快，一般是常数开销

③ 删除：很快，一般是常数开销

3、适用场景：list 拥有一段不连续的内存空间，如果需要高效的插入和删除，而不关心随机访问，则应使用 list

二、list的基本操作

1、初始化

cpp 复制代码

#include<iostream>
#include<map>
#include<string>
#include<list>
using namespace std;
int main()
{
    std::list<int> my_list; // 构造空链表
    my_list.push_back(1); // 尾部插入数据1
    my_list.push_back(2); // 尾部插入数据2
    my_list.push_back(3); // 尾部插入数据3

    std::list<int> my_list1(3, 5); // 构造3个5的链表

    std::list<int> my_list2(my_list1.begin(), my_list1.end()); // 拷贝构造
}

2、插入数据

① push_front() 头部插入元素

push_front()函数用于将一个新的元素插入到链表的开头位置, 时间复杂度为O(1)。在双向链表中插入元素到开头位置的操作只涉及指针的重新链接，不需要移动其他元素

cpp 复制代码

my_list.push_front(0); // 头插数据0

② push_back() 尾部插入元素

push_back()函数用于将一个新的元素插入到链表尾部, 时间复杂度为O(1)

cpp 复制代码

my_list.push_back(4);

③ insert() 插入元素

insert()函数在 position 位置中插入值为val的元素。

**插入单个数据。**第一个参数为迭代器，即插入的位置，第二个参数是插入的数据。

cpp 复制代码

// 尾部插入元素5
my_list.insert(my_list.end(), 5);

**插入多个相同数据。**第一个参数为迭代器，即插入的位置，第二个参数是插入的数据个数，第三个参数是插入的数据。

cpp 复制代码

// 在尾部插入2个6
my_list.insert(my_list.end(), 2, 6);

**插入多个数据。**第一个参数为迭代器，即插入的位置，第二个参数是迭代器，需要插入元素初始位置，第三个参数是迭代器，需要插入元素的结束位置

cpp 复制代码

/* 在my_list尾部插入3个5 */
std::list<int> my_list1(3, 5); // 构造3个5的链表
my_list.insert(my_list.end(), my_list1.begin(), my_list1.end());

3、删除数据

① pop_front() 头删元素

pop_front()函数用于删除链表中的第一个元素，时间复杂度为O(1)

cpp 复制代码

my_list.pop_front();

② pop_back() 尾删元素

cpp 复制代码

my_list.pop_back();

③ erase()删除数据

erase()函数用于删除链表中数据, 返回值是当前删除元素位置的下一个迭代器。

删除单个元素，参数为迭代器。

cpp 复制代码

list<int>::iterator pos = my_list.begin(); // 第一个元素为0
if (pos != my_list.end())
{
    auto it = my_list.erase(pos);
    std::cout << "next: " << *it << std::endl; // 当前第一个元素为1
}

删除多个元素，两个参数均为迭代器，分别为初始位置和结束位置。

cpp 复制代码

my_list.erase(my_list.begin(), my_list.end());

④ clear() 删除所有数据

cpp 复制代码

my_list.clear();

⑤ remove() 删除元素

从list中删除元素，remove(val) 删除所有为val的元素

4、修改数据

① assign() 替换/赋值

assign(n,val);

将当前列表中所有元素替换为n个T类型的val

cpp 复制代码

my_list.assign(6, 1);

assign(l2.begin(),l2.end());

将12列表中的从l2.begin()到l2.end()之间的数值赋值给当前列表l1

cpp 复制代码

my_list.assign(my_list1.begin(), my_list1.end());

② swap() 交换

交换两个链表数据，两种用法均可。

cpp 复制代码

my_list.swap(my_list1);

cpp 复制代码

swap(my_list, my_list1);

③ reverse() 反转

反转链表中数据。

cpp 复制代码

my_list.reverse();

④ merge() 合并

l1.merge(l2); 默认升序

l1.merge(l2，greater<int>()); 升序排序

l1.merge(l2，less<int>()); 降序排序

合并两个链表。调用结束后l2变为空，l1中元素包含原来l1 和 l2中的元素，并且排好序，升序

cpp 复制代码

my_list.merge(my_list1);

⑤ resize()

调用resize(n)将list的长度改为只容纳n个元素，超出的元素将被删除。如果n比list原来的长度长，那么默认超出的部分元素置为0。

cpp 复制代码

my_list.resize(2); // 大小修改为2个元素，多的元素删除

也可以用resize(n, m)的方式将超出的部分赋值为m。

cpp 复制代码

my_list.resize(10, 0); // 大小修改为10个元素，多的赋值为0

5、查找数据

① front() 获取头部元素

cpp 复制代码

my_list.front();

② back() 获取尾部元素

cpp 复制代码

my_list.back();

③ 迭代器

cpp 复制代码

for (auto const& v : my_list)
{
    std::cout << "v:" << v << std::endl;
}

6、其他用法

① sort() 排序

sort函数用于排序，默认升序

cpp 复制代码

my_list.sort();

② size() 获取大小

cpp 复制代码

int size = my_list.size();

③ unique() 去重

去重就是对该链表对象进行遍历，将元素值相同的多个元素进行删除，只保留唯一一个值节点

cpp 复制代码

my_list.unique();

ok，今天分享就到这里了。

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