【C++初阶】STL详解（五）List的介绍与使用

本专栏内容为：C++学习专栏，分为初阶和进阶两部分。 通过本专栏的深入学习，你可以了解并掌握C++。

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list的介绍

1.list是一种可以在常数范围内在任意位置进行插入和删除的序列式容器，并且该容器可以前后双向迭代。

2.list的底层是双向链表结构，双向链表中每个元素存储在互不相关的独立结点当中，在结点中通过指针指向其前一个元素和后一个元素。

3.list与forward_list非常相似，最主要的不同在于forward_list是单链表，只能进行单方向迭代。

4.与其他容器相比，list通常在任意位置进行插入、删除元素的执行效率更高。

5.list和forward_list最大的缺陷是不支持在任意位置的随机访问，其次，list还需要一些额外的空间，以保存每个结点之间的关联信息（对于存储的类型较小元素来说这可能是一个重要的因素）。

定义方式：

第一个是无参构造。
第二个是用n个val初始化list对象。
第三个是用一段迭代器区间构造。
第四个是用一个初始值构造。

示例：

list<int> l1;//无参构造
list<int> l2(10,5);//用10个5初始化链表
vector<int> vv{1,2,3,4,5,6};
list<int> l3(vv.begin(),vv.end());//用迭代器区间初始化
list<char> l4('a');//用一个字符来初始化

list的拷贝构造和析构函数在使用
但使用list时不会显示调用,所以将它们忽略掉

迭代器相关函数：

与迭代器相关的有以下这些：

begin与end

与之前类似，我们可以使用迭代器的方式对链表进行遍历访问与读写操作。

示例：

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

//读
list<int>::iterator it = lt.begin();
while (it != lt.end())
{
	*it *= 20;
	cout << *it << " ";
	it++;
}
cout << endl;
auto rit = lt.begin();
//写
while (rit != lt.end())
{
	*rit += 20;
	cout << *rit << " ";
	rit++;
}
cout << endl;

当然，支持迭代器就支持范围for：

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

测试结果：

这里我们用到了尾插。

rbegin与rend

有正向迭代器也就有反向迭代器：

vector<int> vv{ 1,2,3,4,5,6 };

vector<int>::reverse_iterator rit = vv.rbegin();
//读
while (rit != vv.rend())
{
	cout << *rit << " ";
	rit++;
}
cout << endl;
auto rrit = vv.rbegin();
//写
while (rrit != vv.rend())
{
	*rrit += 20;
	cout << *rrit << " ";
	rrit++;
}
cout << endl;
//范围for
for(auto e:vv)
{
	cout << e << " ";
}

测试结果：

修改相关：

与修改相关的函数接口有以下这些：

push_front pop_front

push_front函数用于头插一个数据，pop_front函数用于头删一个数据。

list<int> lt;
lt.push_front(1);
lt.push_front(2);
lt.push_front(3);
lt.push_front(4);
lt.push_front(5);
//遍历
for (auto e : lt)
{
	cout << e << " ";

}
cout << endl;
lt.pop_front();
lt.pop_front();
lt.pop_front();
lt.pop_front();
for (auto h : lt)
{
	cout << h << " ";
}
cout << endl;

push_back pop_back

push_back函数用于尾插一个数据，pop_back函数用于尾删一个数据。

示例：

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

//遍历
for (auto e : lt)
{
	cout << e << " ";
}
cout << endl;
lt.pop_back();
lt.pop_back();
lt.pop_back();
lt.pop_back();
for (auto e : lt)
{
	cout << e << " ";
}
cout << endl;

insert

list当中的insert函数支持三种插入方式：

1.在指定迭代器位置插入一个数。
2.在指定迭代器位置插入n个值为val的数。
3.在指定迭代器位置插入一段迭代器区间（左闭右开）

示例：

    list<int> lt;
	lt.push_back(1);
	lt.push_back(2);
	lt.push_back(3);
	list<int>::iterator pos = find(lt.begin(), lt.end(), 2);
	lt.insert(pos, 9); //在2的位置插入9
	for (auto e : lt)
	{
		cout << e << " ";
	}
	cout << endl; //1 9 2 3
	pos = find(lt.begin(), lt.end(), 3);
	lt.insert(pos, 2, 8); //在3的位置插入2个8
	for (auto e : lt)
	{
		cout << e << " ";
	}
	cout << endl; //1 9 2 8 8 3
	vector<int> v(2, 7);
	pos = find(lt.begin(), lt.end(), 1);
	lt.insert(pos, v.begin(), v.end()); //在1的位置插入2个7
	for (auto e : lt)
	{
		cout << e << " ";
	}
	cout << endl; //7 7 1 9 2 8 8 3

测试结果：

erase

list当中的erase函数支持两种删除方式：

1.删除指定迭代器位置的元素。
2.删除指定迭代器区间（左闭右开）的所有元素。

示例：

    list<int> lt;
	lt.push_back(1);
	lt.push_back(2);
	lt.push_back(3);
	lt.push_back(4);
	lt.push_back(5);
	list<int>::iterator pos = find(lt.begin(), lt.end(), 2);
	lt.erase(pos); //删除2
	for (auto e : lt)
	{
		cout << e << " ";
	}
	cout << endl; //1 3 4 5
	pos = find(lt.begin(), lt.end(), 4);
	lt.erase(pos, lt.end()); //删除4及其之后的元素
	for (auto e : lt)
	{
		cout << e << " ";
	}
	cout << endl; //1 3

resize

resize的两种情况：

1.当所给值大于当前的size时，将size扩大到该值，扩大的数据为第二个所给值，若未给出，则默认为容器所存储类型的默认构造函数所构造出来的值。

2.当所给值小于当前的size时，将size缩小到该值。

示例：

list<int> lt(5, 3);
for (auto e : lt)
{
	cout << e << " ";
}
cout << endl; //3 3 3 3 3
lt.resize(7, 6); //将size扩大为7，扩大的值为6
for (auto e : lt)
{
	cout << e << " ";
}
cout << endl; //3 3 3 3 3 6 6
lt.resize(2); //将size缩小为2
for (auto e : lt)
{
	cout << e << " ";
}
cout << endl; //3 3

clear与size

clear函数用于清空容器，清空后容器的size为0。
size用于获取容器中有效元素的个数。
在刚测试resize后面加一下：清理一下空间

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

测试结果：

slist操作相关：

与其他容器不同的是，我们可以值得重点关注一下list的一些与操作相关的接口函数：

sort

sort函数可以将容器当中的数据默认排为升序。

示例：

list<int> lt;
lt.push_back(4);
lt.push_back(7);
lt.push_back(5);
lt.push_back(9);
lt.push_back(6);
lt.push_back(0);
lt.push_back(3);
for (auto e : lt)
{
	cout << e << " ";
}
cout << endl; //4 7 5 9 6 0 3
lt.sort(); //默认将容器内数据排为升序
for (auto e : lt)
{
	cout << e << " ";
}
cout << endl; //0 3 4 5 6 7 9

splice

splice函数用于两个list容器之间的拼接，其有三种拼接方式：

1.将整个容器拼接到另一个容器的指定迭代器位置。
2.将容器当中的某一个数据拼接到另一个容器的指定迭代器位置。
3.将容器指定迭代器区间的数据拼接到另一个容器的指定迭代器位置。

示例：

list<int> lt1(4, 2);
	list<int> lt2(4, 6);
	lt1.splice(lt1.begin(), lt2); //将容器lt2拼接到容器lt1的开头
	for (auto e : lt1)
	{
		cout << e << " ";
	}
	cout << endl; //6 6 6 6 2 2 2 2 

	list<int> lt3(4, 2);
	list<int> lt4(4, 6);
	lt3.splice(lt3.begin(), lt4, lt4.begin()); //将容器lt4的第一个数据拼接到容器lt3的开头
	for (auto e : lt3)
	{
		cout << e << " ";
	}
	cout << endl; //6 2 2 2 2 

	list<int> lt5(4, 2);
	list<int> lt6(4, 6);
	lt5.splice(lt5.begin(), lt6, lt6.begin(), lt6.end()); //将容器lt6的指定迭代器区间内的数据拼接到容器lt5的开头
	for (auto e : lt5)
	{
		cout << e << " ";
	}
	cout << endl; //6 6 6 6 2 2 2 2

测试结果：

注意： 容器当中被拼接到另一个容器的数据在原容器当中就不存在了。（实际上就是将链表当中的指定结点拼接到了另一个容器当中）

remove

remove函数用于删除容器当中特定值的元素。
示例：

list<int> lt;
	lt.push_back(1);
	lt.push_back(4);
	lt.push_back(3);
	lt.push_back(3);
	lt.push_back(2);
	lt.push_back(2);
	lt.push_back(3);
	for (auto e : lt)
	{
		cout << e << " ";
	}
	cout << endl; //1 4 3 3 2 2 3
	lt.remove(3); //删除容器当中值为3的元素
	for (auto e : lt)
	{
		cout << e << " ";
	}
	cout << endl; //1 4 2 2

测试结果：

remove_if

remove_if函数用于删除容器当中满足条件的元素。

示例：

bool single_digit(const int& val)
{
	return val < 10;
}
list<int> lt;
	lt.push_back(10);
	lt.push_back(4);
	lt.push_back(7);
	lt.push_back(18);
	lt.push_back(2);
	lt.push_back(5);
	lt.push_back(9);
	for (auto e : lt)
	{
		cout << e << " ";
	}
	cout << endl; //10 4 7 18 2 5 9
	lt.remove_if(single_digit); //删除容器当中值小于10的元素
	for (auto e : lt)
	{
		cout << e << " ";
	}
	cout << endl; //10 18

测试结果：

unique

unique函数用于删除容器当中连续的重复元素。
示例：

	list<int> lt;
	lt.push_back(1);
	lt.push_back(4);
	lt.push_back(3);
	lt.push_back(3);
	lt.push_back(2);
	lt.push_back(2);
	lt.push_back(3);
	for (auto e : lt)
	{
		cout << e << " ";
	}
	cout << endl; //1 4 3 3 2 2 3
	lt.sort(); //将容器当中的元素排为升序
	lt.unique(); //删除容器当中连续的重复元素
	for (auto e : lt)
	{
		cout << e << " ";
	}
	cout << endl; //1 2 3 4

测试结果：

注意： 若想使用unique函数做到真正的去重，还需在去重前对容器内元素进行排序。

merge

merge函数用于将一个有序list容器合并到另一个有序list容器当中，使得合并后的list容器任然有序。（类似于归并排序）
示例：

list<int> lt1;
	lt1.push_back(3);
	lt1.push_back(8);
	lt1.push_back(1);
	list<int> lt2;
	lt2.push_back(6);
	lt2.push_back(2);
	lt2.push_back(9);
	lt2.push_back(5);
	lt1.sort(); //将容器lt1排为升序
	lt2.sort(); //将容器lt2排为升序
	lt1.merge(lt2); //将lt2合并到lt1当中
	for (auto e : lt1)
	{
		cout << e << " ";
	}
	cout << endl; //1 2 3 5 6 8 9 

测试结果：

revise

reverse函数用于将容器当中元素的位置进行逆置。
示例：

list<int> lt;
	lt.push_back(1);
	lt.push_back(2);
	lt.push_back(3);
	lt.push_back(4);
	lt.push_back(5);
	lt.reverse(); //将容器当中元素的位置进行逆置
	for (auto e : lt)
	{
		cout << e << " ";
	}
	cout << endl; //5 4 3 2 1 

测试结果：

assgin

assign函数用于将新内容分配给容器，替换其当前内容，新内容的赋予方式有两种：

1.将n个值为val的数据分配给容器。
2.将所给迭代器区间当中的内容分配给容器。

示例：

list<char> lt(3, 'a');
	lt.assign(3, 'b'); //将新内容分配给容器，替换其当前内容
	for (auto e : lt)
	{
		cout << e << " ";
	}
	cout << endl; //b b b
	string s("hello world");
	lt.assign(s.begin(), s.end()); //将新内容分配给容器，替换其当前内容
	for (auto e : lt)
	{
		cout << e << " ";
	}
	cout << endl; //h e l l o   w o r l d

测试结果：

swap

swap函数用于交换两个容器的内容。
示例：

list<int> lt1(4, 2);
list<int> lt2(4, 6);
lt1.swap(lt2); //交换两个容器的内容
for (auto e : lt1)
{
	cout << e << " ";
}
cout << endl; //6 6 6 6
for (auto e : lt2)
{
	cout << e << " ";
}
cout << endl; //2 2 2 2

测试结果：
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