STL容器中 list（双向链表）的增删改查

`list`（双向链表）

std::list 是 C++ 标准模板库（STL）中的一个容器，它实现了一个双向链表。双向链表中的每个元素都包含三个部分：存储数据的元素本身、指向前一个元素的指针（或迭代器）、以及指向后一个元素的指针（或迭代器）。这使得在链表的任何位置进行插入和删除操作都非常高效，因为这些操作只需要改变指针的指向，而不需要移动其他元素。然而，与数组或 std::vector 相比，随机访问元素的速度较慢，因为访问元素需要从头或尾开始遍历链表。list支持快速的插入和删除操作，但不支持随机访问。

#include <iostream>  
#include <list>  
  
int main() {  
    std::list<int> lst;  
  
    // 向list中添加元素  
    lst.push_back(10);  
    lst.push_front(5);  
  
    // 遍历list  
    for (std::list<int>::iterator it = lst.begin(); it != lst.end(); ++it) {  
        std::cout << "元素: " << *it << std::endl;  
    }  
  
    // 使用范围for循环遍历list（需要C++11及以后，并包含<initializer_list>）  
    // 注意：直接的范围for循环不适用于std::list，但可以使用其他方式模拟  
  
    return 0;  
}  
  
// 注意：由于list不支持随机访问迭代器，因此不能直接使用范围for循环。  
// 可以通过C++11的auto和基于范围的for循环来遍历list，但通常需要额外的辅助，如std::begin和std::end。

插入元素

向 std::list 中插入元素可以使用 insert 方法。它可以在指定位置之前插入一个新元素，也可以插入一个元素范围。

#include <iostream>  
#include <list>  
  
int main() {  
    std::list<int> myList = {1, 2, 4};  
  
    // 在第二个元素之前插入3  
    auto it = myList.begin();  
    std::advance(it, 1); // 移动迭代器到第二个元素  
    myList.insert(it, 3);  
  
    // 遍历并打印  
    for (int elem : myList) {  
        std::cout << elem << " ";  
    }  
    std::cout << std::endl;  
  
    return 0;  
}

删除元素

删除元素可以使用 erase 方法，该方法删除迭代器指向的元素，并返回指向下一个元素的迭代器。

#include <iostream>  
#include <list>  
  
int main() {  
    std::list<int> myList = {1, 2, 3, 4};  
  
    // 删除值为3的元素  
    for (auto it = myList.begin(); it != myList.end(); ) {  
        if (*it == 3) {  
            it = myList.erase(it); // 注意，这里迭代器需要更新  
        } else {  
            ++it;  
        }  
    }  
  
    // 遍历并打印  
    for (int elem : myList) {  
        std::cout << elem << " ";  
    }  
    std::cout << std::endl;  
  
    return 0;  
}

修改元素

修改元素非常简单，直接通过迭代器访问并修改其值。

#include <iostream>  
#include <list>  
  
int main() {  
    std::list<int> myList = {1, 2, 3, 4};  
  
    // 修改第二个元素为10  
    auto it = myList.begin();  
    std::advance(it, 1); // 移动到第二个元素  
    *it = 10;  
  
    // 遍历并打印  
    for (int elem : myList) {  
        std::cout << elem << " ";  
    }  
    std::cout << std::endl;  
  
    return 0;  
}

遍历元素

遍历 std::list 可以使用范围基于的for循环（如上面示例所示），或者使用迭代器手动遍历。

#include <iostream>  
#include <list>  
  
int main() {  
    std::list<int> myList = {1, 2, 3, 4};  
  
    // 使用迭代器遍历  
    for (auto it = myList.begin(); it != myList.end(); ++it) {  
        std::cout << *it << " ";  
    }  
    std::cout << std::endl;  
  
    return 0;  
}