C++——模拟实现list

寂柒2024-10-10 16:24

1.初步实现结点和链表

cpp 复制代码 
namespace jxy
{
	template<class T>
	struct list_node
	{
		T _data;
		list_node<T>* _prev;
		list_node<T>* _next;

		list_node(const T& x = T())
			:_data(x)
			,_prev(nullptr)
			,_next(nullptr)
		{}
	};

	template<class T>
	class list//list的框架本质是封装+运算符重载
	{
		typedef list_node<T> Node;

	public:

    	void empty_init()
		{
			_head = new Node;
			_head->_next = _head;
			_head->_prev = _head;
		}

		list()
		{
			empty_init();
		}

	private:
		Node* _head;
		size_t _size;
//不写_size变量的话，想获取size的大小，从头遍历链表，时间复杂度是O(N)
	};
}

2.push_back

cpp 复制代码 
namespace jxy
{
	template<class T>
	struct list_node
	{
		T _data;
		list_node<T>* _prev;
		list_node<T>* _next;

		list_node(const T& x = T())
			:_data(x)
			,_prev(nullptr)
			,_next(nullptr)
		{}
	};

	template<class T>
	class list//list的框架本质是封装+运算符重载
	{
		typedef list_node<T> Node;

	public:

    	void empty_init()
		{
			_head = new Node;
			_head->_next = _head;
			_head->_prev = _head;

			_size = 0;
		}

		list()
		{
			empty_init();
		}

		void push_back(const T& x)
		{
			Node* tail = _head->_prev;
			Node* newnode = new Node(x);//调用构造函数

			tail->_next = newnode;
			newnode->_prev = tail;

			newnode->_next = _head;
			_head->_prev = newnode;
		}

	private:
		Node* _head;
		size_t _size;
	};
}

3.初步实现迭代器

将迭代器封装为类来实现其功能

cpp 复制代码 
namespace jxy
{
	template<class T>
	struct list_node
	{
		T _data;
		list_node<T>* _prev;
		list_node<T>* _next;

		list_node(const T& x = T())
			:_data(x)
			,_prev(nullptr)
			,_next(nullptr)
		{}
	};

	template<class T>
	struct __list_iterator//一般前加__就说明这是内部的实现
	{
		typedef list_node<T> Node;
		typedef __list_iterator<T> self;
		Node* _node;

		__list_iterator(Node* node)
			:_node(node)
		{}

		self& operator++()//不是连续的物理空间，++不能到下一个位置
		{
			_node = _node->_next;
			return *this;
		}

		T& operator*()
		{
			return _node->_data;
		}

		bool operator!=(const self& s)
		{
			return (_node != s._node);
		}
	};

	template<class T>
	class list//list的框架本质是封装+运算符重载
	{
		typedef list_node<T> Node;

	public:
		typedef __list_iterator<T> iterator;
		iterator begin()
		{
			//return iterator(_head->_next);
			return _head->_next;
		}

		iterator end()
		{
			//return iterator(_head);
			return _head;
		}

		void empty_init()
		{
			_head = new Node;
			_head->_next = _head;
			_head->_prev = _head;
		}

		list()
		{
			empty_init();
		}

		void push_back(const T& x)
		{
			Node* tail = _head->_prev;
			Node* newnode = new Node(x);//调用构造函数

			tail->_next = newnode;
			newnode->_prev = tail;

			newnode->_next = _head;
			_head->_prev = newnode;
		}

	private:
		Node* _head;
		size_t _size;
	};

	void test_list1()
	{
		list<int> lt;
		lt.push_back(1);
		lt.push_back(2);
		lt.push_back(3);
		lt.push_back(4);
		lt.push_back(5);

		// 封装，屏蔽了底层差异和实现细节
		// 提供了统一的访问、修改和遍历方式
		list<int>::iterator it = lt.begin();
		while (it != lt.end())
		{
			*it += 10;//还可以修改

			cout << *it << " ";
			++it;
		}
		cout << endl;

		for (auto e : lt)
		{
			cout << e << " ";
		}
		cout << endl;
	}
}

4.插入和删除

cpp 复制代码 
namespace jxy
{
	template<class T>
	struct list_node
	{
		T _data;
		list_node<T>* _prev;
		list_node<T>* _next;

		list_node(const T& x = T())
			:_data(x)
			,_prev(nullptr)
			,_next(nullptr)
		{}
	};

	template<class T>
	struct __list_iterator//一般前加__就说明这是内部的实现
	{
		typedef list_node<T> Node;
		typedef __list_iterator<T> self;
		Node* _node;

		__list_iterator(Node* node)
			:_node(node)
		{}

		self& operator++()//不是连续的物理空间，++不能到下一个位置
		{
			_node = _node->_next;
			return *this;
		}

		T& operator*()
		{
			return _node->_data;
		}

		bool operator!=(const self& s)
		{
			return (_node != s._node);
		}
	};

	template<class T>
	class list//list的框架本质是封装+运算符重载
	{
		typedef list_node<T> Node;

	public:
		typedef __list_iterator<T> iterator;

		void clear()//不清哨兵位的头结点
		{
			iterator it = begin();
			while (it != end())
			{
				it = erase(it);
			}
		}

		void push_back(const T& x)
		{
			insert(end(), x);
		}

		void push_front(const T& x)
		{
			insert(begin(), x);
		}

		void pop_front()
		{
			erase(begin());
		}

		void pop_back()
		{
			erase(--end());
		}

		//void insert(iterator pos,const T& x)
		//{
		//	Node* cur = pos._node;
		//	Node* newnode = new Node(x);

		//	Node* prev = cur->_prev;

		//	//prev  newnode  cur
		//	prev->_next = newnode;
		//	newnode->_prev = prev;

		//	newnode->_next = cur;
		//	cur->_prev = newnode;

		//	//理论上可以认为list的迭代器不存在失效问题
		//}

		iterator insert(iterator pos, const T& x)
		{
			Node* cur = pos._node;
			Node* newnode = new Node(x);

			Node* prev = cur->_prev;

			//prev  newnode  cur
			prev->_next = newnode;
			newnode->_prev = prev;

			newnode->_next = cur;
			cur->_prev = newnode;

			++_size;

			return iterator(newnode);//指向新插入的元素
		}

		//void erase(iterator pos)
		//{
		//	Node* cur = pos._node;

		//	Node* prev = cur->_prev;
		//	Node* next = cur->_next;

		//	delete cur;
		//	prev->_next = next;
		//	next->_prev = prev;

		//}

		iterator erase(iterator pos)
		{
			Node* cur = pos._node;

			Node* prev = cur->_prev;
			Node* next = cur->_next;

			delete cur;
			prev->_next = next;
			next->_prev = prev;

			--_size;

			//erase后的迭代器会失效，所有最好把返回值类型改为iterator
			return iterator(next);
		}

		size_t size()
		{
			return _size;
		}

	private:
		Node* _head;
		size_t _size;
	};

}

5.拷贝构造和赋值

cpp 复制代码 
namespace jxy
{
	template<class T>
	struct list_node
	{
		T _data;
		list_node<T>* _prev;
		list_node<T>* _next;

		list_node(const T& x = T())
			:_data(x)
			,_prev(nullptr)
			,_next(nullptr)
		{}
	};

	template<class T>
	struct __list_iterator//一般前加__就说明这是内部的实现
	{
		typedef list_node<T> Node;
		typedef __list_iterator<T> self;
		Node* _node;

		__list_iterator(Node* node)
			:_node(node)
		{}

		self& operator++()//不是连续的物理空间，++不能到下一个位置
		{
			_node = _node->_next;
			return *this;
		}

		T& operator*()
		{
			return _node->_data;
		}

		bool operator!=(const self& s)
		{
			return (_node != s._node);
		}
	};

	template<class T>
	class list//list的框架本质是封装+运算符重载
	{
		typedef list_node<T> Node;

	public:
		typedef __list_iterator<T> iterator;

		iterator begin()
		{
			//return iterator(_head->_next);
			return _head->_next;
		}

		iterator end()
		{
			//return iterator(_head);
			return _head;
		}

		void empty_init()
		{
			_head = new Node;
			_head->_next = _head;
			_head->_prev = _head;
		}

		list()
		{
			empty_init();
		}

		~list()
		{
			clear();

			delete(_head);
			_head = nullptr;
		}

		//拷贝构造
		//list(const list<T>& lt)//这里是const迭代器
		list(list<T>& lt)
		{
			empty_init();
			for (auto e : lt)
			{
				push_back(e);
			}
		}

		传统写法
		//list<int>& operator=(const list<int>& lt)
		//{
		//	if (this != &lt)
		//	{
		//		clear();
		//		for (auto e : lt)
		//		{
		//			push_back(e);
		//		}
		//	}
		//	return *this;
		//}

		void swap(list<int>& lt)
		{
			std::swap(_head, lt._head);
			std::swap(_size, lt._size);
		}

		list<int>& operator=(list<int> lt)//调用拷贝构造
		{
			swap(lt);
			return *this;
		}

	private:
		Node* _head;
		size_t _size;
	};

}

6.完善迭代器

cpp 复制代码 
namespace jxy
{
	template<class T>
	struct list_node
	{
		T _data;
		list_node<T>* _prev;
		list_node<T>* _next;

		list_node(const T& x = T())
			:_data(x)
			,_prev(nullptr)
			,_next(nullptr)
		{}
	};

	template<class T>
	struct __list_iterator//一般前加__就说明这是内部的实现
	{
		typedef list_node<T> Node;
		typedef __list_iterator<T> self;
		Node* _node;

		__list_iterator(Node* node)
			:_node(node)
		{}

		self& operator++()//不是连续的物理空间，++不能到下一个位置
		{
			_node = _node->_next;
			return *this;
		}

		self& operator--()
		{
			_node = _node->_prev;
			return *this;
		}

		//自定义类型尽量使用前置++，后置++要返回++之前的值
		self operator++(int)
		{
			self tmp(*this);

			_node = _node->_next;
			return tmp;
		}

		self operator--(int)
		{
			self tmp(*this);

			_node = _node->_prev;
			return tmp;
		}

		T& operator*()
		{
			return _node->_data;
		}

		bool operator!=(const self& s)
		{
			return (_node != s._node);
		}

		bool operator==(const self& s)
		{
			return (_node == s._node);
		}

		//迭代器不需要析构函数
		//它虽然有结点的指针，但是指针是不属于它的，它不能释放

		//迭代器的拷贝构造和赋值也不需要去实现深拷贝
	};

	template<class T>
	class list
	{
		typedef list_node<T> Node;

	public:

	private:
		Node* _head;
		size_t _size;
	};

}

7.补充：迭代器的->运算符重载

cpp 复制代码 
namespace jxy
{
	template<class T>
	struct list_node
	{
		T _data;
		list_node<T>* _prev;
		list_node<T>* _next;

		list_node(const T& x = T())
			:_data(x)
			,_prev(nullptr)
			,_next(nullptr)
		{}
	};

	template<class T>
	struct __list_iterator//一般前加__就说明这是内部的实现
	{
		typedef list_node<T> Node;
		typedef __list_iterator<T> self;
		Node* _node;

		__list_iterator(Node* node)
			:_node(node)
		{}

		self& operator++()//不是连续的物理空间，++不能到下一个位置
		{
			_node = _node->_next;
			return *this;
		}

		T& operator*()
		{
			return _node->_data;
		}

		bool operator!=(const self& s)
		{
			return (_node != s._node);
		}

		T* operator->()
		{
			return &_node->_data;
		}
	};

	template<class T>
	class list
	{
		typedef list_node<T> Node;

	public:

	private:
		Node* _head;
		size_t _size;
	};

	struct AA
	{
		AA(int a1 = 0, int a2 = 0)
			:_a1(a1)
			,_a2(a2)
		{}
		int _a1;
		int _a2;
	};

	void test_list3()
	{//存一个自定义类型
		list<AA> lt;
		lt.push_back(AA(1, 2));
		lt.push_back(AA(2, 3));
		lt.push_back(AA(3, 4));

		list<AA>::iterator it = lt.begin();
		while (it != lt.end())
		{
			//cout << *it << " ";//*it的类型是AA，不支持流插入

			//一、让AA类支持流插入

			//二、打印公有成员变量
			//cout << (*it)._a1 << " " << (*it)._a2 << endl;

			//三、让AA类支持->
		    //自定义类型不支持运算符，需要重载
			cout << it->_a1 << " " << it->_a2 << endl;
			cout << it.operator->()->_a1 << " " << it.operator->()->_a2 << endl;

			++it;

			//当数据存储自定义类型时，重载->
		}

		//解引用有三种方式：*、[]、->
		int* p = new int;
		*p = 1;

		AA* ptr = new AA;
		ptr->_a1=1;
	}

}

8.const迭代器

cpp 复制代码 
namespace jxy
{
	template<class T>
	struct list_node
	{
		T _data;
		list_node<T>* _prev;
		list_node<T>* _next;

		list_node(const T& x = T())
			:_data(x)
			,_prev(nullptr)
			,_next(nullptr)
		{}
	};


    //const迭代器模拟的是指向的内容不能改变，而不是本身不能改变
    //const迭代器本身可以++
	template<class T>
	struct __list_const_iterator//const迭代器是一个单独的类
	{
		typedef list_node<T> Node;
		typedef __list_const_iterator<T> self;
		Node* _node;

		__list_const_iterator(Node* node)
			:_node(node)
		{}

		self& operator++()
		{
			_node = _node->_next;
			return *this;
		}

		self& operator--()
		{
			_node = _node->_prev;
			return *this;
		}

		self operator++(int)
		{
			self tmp(*this);

			_node = _node->_next;
			return tmp;
		}

		self operator--(int)
		{
			self tmp(*this);

			_node = _node->_prev;
			return tmp;
		}

		const T& operator*() //通过解引用才能修改数据
		{
			return _node->_data;//返回的是const别名，不能修改
		}

		const T* operator->()
 		{
			return &_node->_data;
		}

		bool operator!=(const self& s)
		{
			return (_node != s._node);
		}

		bool operator==(const self& s)
		{
			return (_node == s._node);
		}
	};

	template<class T>
	class list//list的框架本质是封装+运算符重载
	{
		typedef list_node<T> Node;

	public:
		typedef __list_iterator<T> iterator;
		typedef __list_const_iterator<T> const_iterator;
		//单独去支持一个类型：const_iterator

		const_iterator begin() const
		{
			//return const_iterator(_head->_next);
			return _head->_next;
		}

		const_iterator end() const
		{
			//return const_iterator(_head);
			return _head;
		}

	private:
		Node* _head;
		size_t _size;
	};

    //测试const迭代器
	void print_list(const list<int>& lt)
//容器通常不支持流插入，所以要写个print函数
	{
		list<int>::const_iterator it = lt.begin();
		while (it != lt.end())
		{
			//*it = 100;//不可修改

			cout << *it << " ";
			it++;
		}
		cout << endl;
	}

	void test_list4()
	{
		list<int> lt;
		lt.push_back(1);
		lt.push_back(2);
		lt.push_back(3);
		lt.push_back(4);
		lt.push_back(5);

		print_list(lt);
	}
}

9.改善为模板

当前代码的实现太过冗余，iterator类和const_iterator类的代码实现高度重合

cpp 复制代码 
namespace jxy
{
	template<class T>
	struct list_node
	{
		T _data;
		list_node<T>* _prev;
		list_node<T>* _next;

		list_node(const T& x = T())
			:_data(x)//这里是拷贝构造
			,_prev(nullptr)
			,_next(nullptr)
		{}
	};


//T  T&  T*
//T  const T&  const T*
template<class T,class Ref,class Ptr>
struct __list_iterator
{
	typedef list_node<T> Node;
	typedef __list_iterator<T,Ref,Ptr> self;
	Node* _node;

	__list_iterator(Node* node)
		:_node(node)
	{}

	self& operator++()//不是连续的物理空间，++不能到下一个位置
	{
		_node = _node->_next;
		return *this;
	}

	self& operator--()
	{
		_node = _node->_prev;
		return *this;
	}


	self operator++(int)
	{
		self tmp(*this);

		_node = _node->_next;
		return tmp;
	}

	self operator--(int)
	{
		self tmp(*this);

		_node = _node->_prev;
		return tmp;
	}

	Ref operator*()//从泛型的角度来说，这里返回值类型是什么是不知道的
	{
		return _node->_data;
	}

	Ptr operator->()
	{
		return &_node->_data;
	}

	bool operator!=(const self& s)
	{
		return (_node != s._node);
	}

	bool operator==(const self& s)
	{
		return (_node == s._node);
	}

	//所以迭代器到底如何实现，是根据容器的底层结构来决定的
};


template<class T>
class list//list的框架本质是封装+运算符重载
{
	typedef list_node<T> Node;

public:
	typedef __list_iterator<T,T&,T*> iterator;
	typedef __list_iterator<T, const T&, const T*> const_iterator;

	const_iterator begin() const
	{
		//return const_iterator(_head->_next);
		return _head->_next;
	}

	const_iterator end() const
	{
		//return const_iterator(_head);
		return _head;
	}


	iterator begin()
	{
		//return iterator(_head->_next);
		return _head->_next;
	}

	iterator end()
	{
		//return iterator(_head);
		return _head;
	}

	void empty_init()
	{
		_head = new Node;
		_head->_next = _head;
		_head->_prev = _head;

		_size = 0;
	}

	list()
	{
		empty_init();
	}

	~list()
	{
		clear();

		delete(_head);
		_head = nullptr;
	}

	//拷贝构造
	list(const list<T>& lt)//这里是const迭代器
	{
		empty_init();
		for (auto e : lt)
		{
			push_back(e);
		}
	}


	void swap(list<int>& lt)
	{
		std::swap(_head, lt._head);
		std::swap(_size, lt._size);
	}

	list<int>& operator=(list<int> lt)//调用拷贝构造
	{
		swap(lt);
		return *this;
	}

	void clear()//不清哨兵位的头结点
	{
		iterator it = begin();
		while (it != end())
		{
			it = erase(it);
		}
	}

	void push_back(const T& x)
	{
		insert(end(), x);
	}

	void push_front(const T& x)
	{
		insert(begin(), x);
	}

	void pop_front()
	{
		erase(begin());
	}

	void pop_back()
	{
		erase(--end());
	}

	iterator insert(iterator pos, const T& x)
	{
		Node* cur = pos._node;
		Node* newnode = new Node(x);

		Node* prev = cur->_prev;

		//prev  newnode  cur
		prev->_next = newnode;
		newnode->_prev = prev;

		newnode->_next = cur;
		cur->_prev = newnode;

		++_size;

		return iterator(newnode);//指向新插入的元素
	}


	iterator erase(iterator pos)
	{
		Node* cur = pos._node;

		Node* prev = cur->_prev;
		Node* next = cur->_next;

		delete cur;
		prev->_next = next;
		next->_prev = prev;

		--_size;

		//erase后的迭代器会失效，所有最好把返回值类型改为iterator
		return iterator(next);
	}

	size_t size()
	{
		return _size;
	}

private:
	Node* _head;
	size_t _size;
};

    //测试const迭代器
	void print_list(const list<int>& lt)
	{
		list<int>::const_iterator it = lt.begin();
		while (it != lt.end())
		{
			//*it = 100;//不可修改

			cout << *it << " ";
			it++;
		}
		cout << endl;

		for (auto e : lt)
		{
			cout << e << " ";
		}
		cout << endl;
	}

	void test_list4()
	{
		list<int> lt;
		lt.push_back(1);
		lt.push_back(2);
		lt.push_back(3);
		lt.push_back(4);
		lt.push_back(5);

		print_list(lt);
	}
}

10.关于typename

cpp 复制代码 
namespace jxy
{
	template<class T>
	struct list_node
	{
		T _data;
		list_node<T>* _prev;
		list_node<T>* _next;

		list_node(const T& x = T())
			:_data(x)
			,_prev(nullptr)
			,_next(nullptr)
		{}
	};

	template<class T>
	void print_list(const list<T>& lt)//之前的print只支持int类型
	{
		list<T>::const_iterator it = lt.begin();
		while (it != lt.end())
		{
			cout << *it << " ";
			it++;
		}
		cout << endl;

		for (auto e : lt)
		{
			cout << e << " ";
		}
		cout << endl;
	}

	void test_list4()
	{
		list<string> lt1;
		lt1.push_back("1111111111111111111111");
		lt1.push_back("1111111111111111111111");
		lt1.push_back("1111111111111111111111");
		lt1.push_back("1111111111111111111111");

		//这里会不会涉及深层次的深拷贝问题？
		//之前的vector容器就涉及到了深层次的浅拷贝问题
		//它的主要原因是因为扩容时使用了memcpy
		//list不存在扩容的事情，也就不涉及这个问题

		print_list(lt1);

	}
}

但事实上，这样修改以后是编译不通过的。

这就涉及到另一个知识点，在日常使用中，模板命名时，使用class 和使用typename是等价的

cpp 复制代码 
template<class T>	
template<typename T>

但此时的场景下，就要使用typename了。

cpp 复制代码 
namespace jxy
{
	template<class T>
	struct list_node
	{
		T _data;
		list_node<T>* _prev;
		list_node<T>* _next;

		list_node(const T& x = T())
			:_data(x)
			,_prev(nullptr)
			,_next(nullptr)
		{}
	};


	template<typename T>
	void print_list(const list<T>& lt)//之前的print只支持int类型
	{
		typename list<T>::const_iterator it = lt.begin();
		while (it != lt.end())
		{
			cout << *it << " ";
			it++;
		}
		cout << endl;

		for (auto e : lt)
		{
			cout << e << " ";
		}
		cout << endl;
	}

	void test_list4()
	{

		list<string> lt1;
		lt1.push_back("1111111111111111111111");
		lt1.push_back("1111111111111111111111");
		lt1.push_back("1111111111111111111111");
		lt1.push_back("1111111111111111111111");

		print_list(lt1);

	}
}
cpp 复制代码 
typename list<T>::const_iterator it = lt.begin();
当模板是未实例化的类模板时，如list<T>
编译器不能去它里面查找，它里面带有许多不可确定的东西
编译器在编译阶段、没有实例化时，只会对这里进行初步的检查
所以编译器无法判断list<T>::const_iterator是内嵌类型，还是静态成员变量
所以这里要加上typename，凡是这种类模板中取类型都要加
前面加一个typename就是告诉编译器，这里是一个类型
要等list<T>实例化了，再去类里面去取
模板里面取东西都要加typename，使得编译器初步检查时先通过
然后实例化后，再去类中取这个类型，就知道它具体是什么了

11.再次改善为模板

cpp 复制代码 
namespace jxy
{
	template<class T>
	struct list_node
	{
		T _data;
		list_node<T>* _prev;
		list_node<T>* _next;

		list_node(const T& x = T())
			:_data(x)
			,_prev(nullptr)
			,_next(nullptr)
		{}
	};


	template<typename T>
	void print_list(const list<T>& lt)
	{
		typename list<T>::const_iterator it = lt.begin();
		while (it != lt.end())
		{
			cout << *it << " ";
			it++;
		}
		cout << endl;

		for (auto e : lt)
		{
			cout << e << " ";
		}
		cout << endl;
	}

	void test_list4()
	{

		list<string> lt1;
		lt1.push_back("1111111111111111111111");
		lt1.push_back("1111111111111111111111");
		lt1.push_back("1111111111111111111111");
		lt1.push_back("1111111111111111111111");

		print_list(lt1);


		vector<string> v;
		v.push_back("111111111111");
		v.push_back("111111111111");
		v.push_back("111111111111");
		v.push_back("111111111111");
		v.push_back("111111111111");

		print_list(v);//此时是打印不了的
	}
}

print_list是专门打印list的，想要打印vector，难道再去写一个逻辑高度重复的print函数吗?

cpp 复制代码 
namespace jxy
{
	template<class T>
	struct list_node
	{
		T _data;
		list_node<T>* _prev;
		list_node<T>* _next;

		list_node(const T& x = T())
			:_data(x)
			,_prev(nullptr)
			,_next(nullptr)
		{}
	};


	template<typename Container>
	void print_container(const Container& con)//针对容器的打印
	{
		typename Container::const_iterator it = con.begin();
		while (it != con.end())
		{
			cout << *it << " ";
			it++;
		}
		cout << endl;
	}
	//模板实现了泛型编程，本质就是本来应该由我们做的事情交给了编译器

	void test_list4()
	{
		list<int> lt;
		lt.push_back(1);
		lt.push_back(2);
		lt.push_back(3);
		lt.push_back(4);
		lt.push_back(5);

		print_container(lt);

		list<string> lt1;
		lt1.push_back("1111111111111111111111");
		lt1.push_back("1111111111111111111111");
		lt1.push_back("1111111111111111111111");
		lt1.push_back("1111111111111111111111");

		print_container(lt1);

		vector<string> v;
		v.push_back("111111111111");
		v.push_back("111111111111");
		v.push_back("111111111111");
		v.push_back("111111111111");
		v.push_back("111111111111");

		print_container(v);

	}
}

12.总结：对比vector和list

vector与list都是STL中非常重要的序列式容器，由于两个容器的底层结构不同，导致其特性以及应用场景不同

|-------|----------------------------------------------------------------------|-------------------------------------------|
| | 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)，适合sort数据 | 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，CPU高速缓存利用率高 | 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 |

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