介绍
list的数据结果是一个带头双向链表。
使用
有了前面string、vector的基础，后续关于list使用的讲解主要提及与string和vector的不同之处。
使用文档：cplusplus.com/reference/list/list/?kw=list
迭代器问题
insert以后迭代器不失效
cpp
#include <iostream>
#include <list>
#include <vector>
using namespace std;
int main() {
list<int> lt;
lt.push_back(1);
lt.push_back(2);
lt.push_back(3);
lt.push_back(4);
lt.push_front(10);
lt.push_front(20);
//在元素3的位置上插入30
auto it = find(lt.begin(), lt.end(), 3);
if (it != lt.end()){
lt.insert(it, 30);
// insert以后，it不失效
*it *= 100;
}
return 0;
}erase以后迭代器会失效
cpp
#define _CRT_SECURE_NO_EARNINGS 1
#include <iostream>
#include <list>
#include <vector>
using namespace std;
int main() {
list<int> lt;
lt.push_back(1);
lt.push_back(2);
lt.push_back(3);
lt.push_back(4);
lt.push_front(10);
lt.push_front(20);
//在元素3的位置上插入30
auto it = find(lt.begin(), lt.end(), 3);
if (it != lt.end()){
lt.insert(it, 30);
// insert以后，it不失效
*it *= 100;
}
it = find(lt.begin(), lt.end(), 2);
if (it != lt.end())
{
lt.erase(it);
//erase以后，it失效了
//*it *= 100;//error
}
return 0;
}容器和迭代器类型
不同的容器在C++标准模板库（STL）中有不同的底层结构和迭代器类型。这些迭代器类型决定了容器支持哪些算法操作：
- 单向迭代器：forward_list、unordered_map、unordered_set 这些容器仅支持向前遍历（即仅支持++操作）。
- 双向迭代器：list、map、set 这些容器支持向前和向后遍历（即支持++和--操作）。
- 随机访问迭代器：vector、string、deque 这些容器支持高效的随机访问（即支持++，--，+，-，以及比较操作）。
我们再通过vector和list的insert、erase来理解一下上面的讲解：
insert:
cpp
#include <iostream>
#include <list>
#include <vector>
using namespace std;
int main() {
list<int> lt;
lt.push_back(1);
lt.push_back(2);
lt.push_back(3);
lt.push_back(4);
lt.push_front(10);
lt.push_front(20);
vector<int> v = { 1,2,3,4,5 };
//vector在第5个位置插入数据
v.insert(v.begin() + 5, 100);
//list在第5个位置插入数据
//lt.insert(lt.begin() + 5, 100);//错误做法
auto it = lt.begin();
for (size_t i = 0; i < 5; i++)
{
++it;
}
lt.insert(it, 100);
return 0;
}erase:
cpp
#include <iostream>
#include <list>
#include <vector>
using namespace std;
int main() {
list<int> lt;
lt.push_back(1);
lt.push_back(2);
lt.push_back(3);
lt.push_back(4);
lt.push_front(10);
lt.push_front(20);
vector<int> v = { 1,2,3,4,5 };
//vector删除第5个元素
v.erase(v.begin() + 5);
//list删除第5个元素
//lt.erase(begin() + 5);//错误做法
it = lt.begin();
for (size_t i = 0; i < 5; i++) {
++it;
}
lt.erase(it);
return 0;
}排序
sort
如果需要对一组数据sort排序，建议使用vector进行sort排序，而不要使用list，因为在数据量很大的情况下vector排序的效率远高于list。我们通过一个代码来验证一下：
cpp
void test_op()
{
srand(time(0));
const int N = 1000000;
vector<int> v;
v.reserve(N);
list<int> lt1;
list<int> lt2;
for (int i = 0; i < N; ++i)
{
auto e = rand();
lt2.push_back(e);
lt1.push_back(e);
}
// 拷贝到vector排序，排完以后再拷贝回来
int begin1 = clock();
// 先拷贝到vector
for (auto e : lt1)
{
v.push_back(e);
}
// 排序
sort(v.begin(), v.end());
// 拷贝回去
size_t i = 0;
for (auto& e : lt1)
{
e = v[i++];
}
int end1 = clock();
int begin2 = clock();
lt2.sort();
int end2 = clock();
printf("vector sort:%d\n", end1 - begin1);
printf("list sort:%d\n", end2 - begin2);
}merge：合并排序
cpp
#include <iostream>
#include <list>
#include<algorithm>
using namespace std;
void print(list<int> lt) {
cout << "lt: ";
for (auto e : lt) {
cout << e << " ";
}
cout << endl;
}
void test_merge(int a1[], int a2[],int len1,int len2) {
sort(a1, a1 + len1);
sort(a2, a2 + len2);
list<int> lt(10);
merge(a1, a1 + len1, a2, a2 + len2, lt.begin());
print(lt);
}
int main() {
int first[] = { 5,10,15,20,25 };
int second[] = { 50,40,30,20,10 };
int len1 = sizeof(first) / sizeof(first[0]);
int len2 = sizeof(second) / sizeof(second[0]);
test_merge(first, second, len1, len2);
return 0;
}其他算法
unique:去重
cpp
#include <iostream>
#include <list>
#include<algorithm>
using namespace std;
int main() {
// 创建一个包含重复元素的 list
list<int> myList = { 1, 7, 2, 3, 4, 4, 4, 5, 6, 6 };
// 注意：std::unique 需要已排序的容器
myList.sort(); // 先排序
auto lastUnique = unique(myList.begin(), myList.end());
// 擦除重复的元素
myList.erase(lastUnique, myList.end());
// 打印去重后的 list
for (auto e : myList) {
cout << e << ' ';
}
cout << endl;
return 0;
}remove:删除指定元素
cpp
int main() {
list<int> mylist = { 9,89,23,67 };
mylist.remove(89);
for (auto e : mylist)
{
cout << e << " ";
}
cout << endl;
return 0;
}splice:把一个链表的内容转移到另一个链表上
cpp
//splice(iterator pos, list& other)
//将整个源列表other的所有元素移动到目标列表的pos位置之前。源列表将变为空。
void test_splice1(list<int> mylist1,list<int> mylist2) {
auto it = mylist1.begin();
++it; // points to 2
//mylist2全部转移到mylist1的第二个位置之前
mylist1.splice(it, mylist2);
cout << "spliced mulist1: ";
for (auto e : mylist1)
{
cout << e << " ";
}
cout << endl;
}
//splice(iterator pos, list& other, iterator first)
//将源列表other中将 first 指向的元素移动到目标列表的pos位置之前。源列表中 first 元素将被移除。
void test_splice2(list<int> mylist1, list<int> mylist2) {
auto it = mylist1.begin();
++it; // points to 2
// 部分转移
// mylist2的++mylist2.begin()的元素转移到mylist1的第二个位置之前
mylist1.splice(it, mylist2, ++mylist2.begin());
cout << "spliced mulist1: ";
for (auto e : mylist1)
{
cout << e << " ";
}
cout << endl;
}
//splice(iterator pos, list& other, iterator first, iterator last)
//将源列表other中从 first 到 last（不包括 last）之间的所有元素移动到目标列表的pos位置之前。源列表other中这部分元素将被移除
void test_splice3(list<int> mylist1, list<int> mylist2) {
auto it = mylist1.begin();
++it; // points to 2
// mylist2的++mylist2.begin()之后的元素转移到mylist1的第二个位置之前
mylist1.splice(it, mylist2, ++mylist2.begin(), mylist2.end());
cout << "spliced mulist1: ";
for (auto e : mylist1)
{
cout << e << " ";
}
cout << endl;
}
int main() {
list<int> mylist1, mylist2;
list<int>::iterator it;
// set some initial values:
for (int i = 1; i <= 4; ++i)
mylist1.push_back(i); // mylist1: 1 2 3 4
for (int i = 1; i <= 3; ++i)
mylist2.push_back(i * 10); // mylist2: 10 20 30
test_splice1(mylist1,mylist2);
test_splice2(mylist1,mylist2);
test_splice3(mylist1,mylist2);
return 0;
}