前言

本篇将学习 list 的基础知识

?作者： 迷茫的启明星
专栏：《C++初阶》
?欢迎关注：?点赞?收藏✍️留言

?码字不易，你的?点赞?收藏❤️关注对我真的很重要，有问题可在评论区提出，感谢阅读！！！

持续更新中~

STL之list基础知识

1. list的介绍

list的文档介绍

1. list是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节点中，在节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，只能朝前迭代，已让其更简单高效。

4. 与其他的序列式容器相比(array，vector，deque)，list通常在任意位置进行插入、移除元素的执行效率更好。

5. 与其他序列式容器相比，list和forward_list最大的缺陷是不支持任意位置的随机访问。

   比如：要访问list的第6个元素，必须从已知的位置(比如头部或者尾部)迭代到该位置，在这段位置上迭代需要线性的时间开销；

   list还需要一些额外的空间，以保存每个节点的相关联信息(对于存储类型较小元素的大list来说这可能是一个重要的因素)

2. list的使用

2.1 list的构造

演示：

void test3()
{
    //构造的list中包含n个值为val的元素
    list<int> l1(10, 6);
    for (auto lt : l1)
    {
        cout << lt;
    }
    cout << endl;

    //拷贝构造函数
    list<int> l2(l1);
    for (auto lt : l2)
    {
        cout << lt;
    }
    cout << endl;

    //构造空的list
    list<int> l3;

    //用[first, last)区间中的元素构造list
    list<int> l4(l1.begin(), l1.end());
    for (auto lt : l2)
    {
        cout << lt;
    }
    cout << endl;
}

输出结果：

2.2 list iterator的使用

迭代器可以理解成一个指针，该指针指向list中的某个节点

【注意】

1. begin与end为正向迭代器，对迭代器执行++操作，迭代器向后移动
2. rbegin(end)与rend(begin)为反向迭代器，对迭代器执行++操作，迭代器向前移动

演示：

void test4()
{
    //构造的list中包含n个值为val的元素
    list<int> l1;
    for (int i = 0; i < 10; ++i)
    {
        //尾插数据
        l1.push_back(i);
    }
    for (auto lt : l1)
    {
        cout << lt;
    }
    cout << endl << endl;
    //使用l1的数据正向构造，即正向迭代器
    list<int> l2(l1.begin(),l1.end());
    for (auto lt : l2)
    {
        cout << lt;
    }
    cout << endl << endl;
    //使用l1的数据反向构造，即反向迭代器
    list<int> l3(l1.rbegin(), l1.rend());
    for (auto lt : l3)
    {
        cout << lt;
    }
    cout << endl << endl;
}

输出结果：

2.3 空间相关

演示：

void test5()
{
    list<int> l1(10, 6);
    //判断l1是否为空，是返回true,否返回false
    cout << l1.empty() << endl;
    //返回l1中有效节点的个数
    cout << l1.size() << endl;
}

输出结果:

2.4 元素访问

演示：

void test6()
{
    list<int> l1;
    for (int i = 0; i < 10; ++i)
    {
        //尾插数据
        l1.push_back(i);
    }
    for (auto lt : l1)
    {
        cout << lt;
    }
    cout << endl << endl;
    //返回l1的第一个节点的值
    cout << l1.front() << endl;
    //返回l1的最后一个节点的值
    cout << l1.back() << endl;
}

输出结果：

2.5 相关函数

需要注意的是，这里仅展示常用函数及用法

演示：

void test7()
{
    list<int> l1(6,1);
    //在l1首元素前插入值为9的元素
    l1.push_front(9);
    l1.push_front(9);

    //删除l1中第一个元素
    l1.pop_front();

    //在l1尾部插入值为8的元素
    l1.push_back(8);

    //删除l1中最后一个元素
    l1.pop_back();

    //在2位置中插入值为7的元素
    auto it = l1.begin();
    it++;
    l1.insert(it,7);

    //删除位置2的元素
    auto it1 = l1.begin();
    it1++;
    l1.erase(it1);
    
    //交换两个list中的元素
    list<int> l2(6, 2);
    swap(l1, l2);
    for (auto lt : l2)
    {
        cout << lt;
    }
    cout << endl << endl;

    for (auto lt : l1)
    {
        cout << lt;
    }
    cout << endl << endl;
}

2.6 list的迭代器失效

我们前面说可以将迭代器理解成指针，迭代器失效就是说迭代器所指的节点无效，即该节点被删除了。因为list的底层结构为带头节点的双向循环链表，因此在list中进行插入是不会导致list的迭代器失效的，只有在删除时才会失效，并且失效的只是指向被删除节点的迭代器，其他迭代器不会受到影响。

举例说：

void test1()
{
    int array[] = { 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 0 };
    list<int> l(array, array+sizeof(array)/sizeof(array[0]));
    auto it = l.begin();
    while (it != l.end())
    {
        // erase()函数执行后，it所指向的节点已被删除，因此it无效，在下一次使用it时，必须先给其赋值
        l.erase(it);
        ++it;
    }
}

运行情况：

怎么改正呢？

只需要在下一次使用it的时候先给它赋值

void test2()
{
    int array[] = { 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 0 };
    list<int> l(array, array+sizeof(array)/sizeof(array[0]));
    auto it = l.begin();
    while (it != l.end())
    {
        l.erase(it++); // 相当于 it = l.erase(it);
    }
}

3. list与vector的对比

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，其主要不同如下:

后记

这篇主要讲述了 list 的基础知识，包括构造方法及相关函数使用等内容。

感谢大家支持！！！

下篇将讲述 list 的模拟实现。

respect！

下篇见！