C++ STL:list|了解list|相关接口|相关操作

上篇文章:

https://blog.csdn.net/2401_86123468/article/details/154238590?spm=1001.2014.3001.5501

C++文档:
https://legacy.cplusplus.com/reference/


1.了解list

list是带头双向循环链表

也有单链表forward_list,但使用的较少:

1.1接口

通过接口了解list,发现其访问数据不支持[ ]随机访问,需要通过迭代器访问,不过支持头插头删。

list初始化,包含list头文件即可,遍历通过迭代器,当然,支持遍历器也就支持范围for:

复制代码
list<int> lt1;
list<int> lt2 = { 1,2,3,4,5 };
list<int>::iterator it2 = lt2.begin();
while (it2 != lt2.end())
{
	cout << *it2 << " ";
	++it2;
}
cout << endl;

for (auto e : lt2)
{
	cout << e << " ";
}
cout << endl;

不过接口没有提供find,要想使用find,就需要使用算法库中的。

复制代码
auto pos = find(lt2.begin(), lt2.end(), 3);
if (pos != lt2.end())
{
	lt2.insert(pos, 30); // pos没有失效,因为没有扩容
	lt2.erase(pos);	     // pos失效了
	//cout << *pos << endl;
}

for (auto e : lt2)
{
	cout << e << " ";
}
cout << endl;

2.相关操作

2.1reverse

逆置

2.2sort

排序

不过在算法库中也有sort,为什么还要单独为list设计一个呢?

复制代码
xxx::vector<int> v3 = { 10,20,30,40 };
//sort(lt2.begin(), lt2.end()); // 不支持
sort(v3.begin(), v3.end());

通过运行上述代码,发现list不支持算法库中的sort,此时,我们需要再次深入了解迭代器,以此解惑。

2.3再次认识迭代器

迭代器从使用场景上分为:普通迭代器,常量迭代器,反向迭代器,常量反向迭代器。

从使用功能分为:

单向迭代器:支持 ++

双向迭代器:支持 ++ 或 --

随机迭代器:支持 ++ 或 -- 或 + 或 -

使用功能遵循继承关系。

使用功能分类的标准是由容器底层结构决定的,而我们通过C++文档的成员类型处可以了解到迭代器的类型

下图是list,双向迭代器的表示:

单链表则为单向迭代器:

vector为随机迭代器:

由此可以明白,双向迭代器要是支持+或-,那其代价较高,为O(N)。

此时,看算法库中的sort,发现其支持随机迭代器,也就是说,除非容器支持随即迭代器,否则不能使用算法库中的sort

了解find:其为输入迭代器,此迭代器类别中最基础的一种,更高阶的迭代器具备输入迭代器的所有功能,因此不论单向双向随机迭代器,都可以调用。

了解reverse:其要求容器为双向迭代器,那么通过继承关系,支持随机迭代器的容器也可以调用。

2.4merge

归并,合并有序list

2.5unique

去重,去除掉有序数据中的重复数据,只留一个

复制代码
list<int> lt3 = { 1,2,2,3,3,2,3,4,5 };
for (auto e : lt3)
{
	cout << e << " ";
}
cout << endl;
lt3.sort();
lt3.unique(); // 去重
for (auto e : lt3)
{
	cout << e << " ";
}
cout << endl;

2.6remove

从链表中删除所有值等于指定参数 val 的元素

2.7remove_if

与仿函数有关(后续文章会讲),满足某个条件再删除

2.8splice

接合/粘接,将某个链表的值转移到另一个链表中

复制代码
//将4这个节点挪到头位置
list<int> lt4 = { 1,2,3,4,5 };
for (auto e : lt4)
{
	cout << e << " ";
}
cout << endl;
pos = find(lt4.begin(), lt4.end(), 4);
lt4.splice(lt4.begin(), lt4, pos);
for (auto e : lt4)
{
	cout << e << " ";
}
cout << endl;

2.9assign

替换列表中现有的所有元素,用新的元素集合重新填充列表

2.10对比sort效率

首先,需要将编译器切换为release版本:

2.10.1对比vector和list的sort

复制代码
void test_op1()
{
	srand(time(0));
	const int N = 1000000;

	list<int> lt1;
	vector<int> v;

	for (int i = 0; i < N; ++i)
	{
		auto e = rand() + i;
		lt1.push_back(e);
		v.push_back(e);
	}

	int begin1 = clock();
	// 
	sort(v.begin(), v.end());
	int end1 = clock();

	int begin2 = clock();
	lt1.sort();
	int end2 = clock();

	printf("vector sort:%d\n", end1 - begin1);
	printf("list sort:%d\n", end2 - begin2);
}

int main()
{
	test_op1();
	return 0;
}

可见,list自身的sort效率并不高。

2.10.2将链表数据拷贝到vector,通过算法sort排序,再拷贝回list

复制代码
void test_op2()
{
	srand(time(0));
	const int N = 1000000;

	list<int> lt1;
	list<int> lt2;

	for (int i = 0; i < N; ++i)
	{
		auto e = rand() + i;
		lt1.push_back(e);
		lt2.push_back(e);
	}

	int begin1 = clock();
	// vector
	vector<int> v(lt2.begin(), lt2.end());
	// 
	sort(v.begin(), v.end());

	// lt2
	lt2.assign(v.begin(), v.end());

	int end1 = clock();

	int begin2 = clock();
	lt1.sort();
	int end2 = clock();

	printf("list copy vector sort copy list sort:%d\n", end1 - begin1);
	printf("list sort:%d\n", end2 - begin2);
}

依据vector的更高效。

本章完。

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