【C++】list常见用法

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文章目录

一、list的介绍list的主要特点 二、list的使用list的构造list的迭代器使用list的空间问题list的元素访问list的插入与删除迭代器失效问题list和vector对比

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一、list的介绍

在C++中，std::list 是一种双向链表数据结构，属于C++标准模板库（STL）中的容器之一。与std::vector相比，std::list在某些操作上有不同的性能特点，尤其是在频繁的插入和删除操作时具有优势。

list的主要特点

双向链表：std::list 是一个双向链表，意味着每个元素都有指向前后元素的指针。与数组不同，它不是连续的内存块。高效的插入和删除：在链表中，插入和删除元素只需要修改指针，因此在任意位置插入或删除元素的效率较高，特别是当操作位置已知时（O(1)时间复杂度）。不支持随机访问：与std::vector不同，std::list不支持通过索引直接访问元素（不能通过list[i]的方式访问）。如果要访问某个元素，通常需要使用迭代器来逐个遍历，效率为O(n)。

二、list的使用

list的构造

构造的list中包含n个值为val的元素

list<int> l1(5, 1);

构造空的list

list<int> l2;

拷贝构造函数

list<int> l3(5,3);list<int> l4(l3);paint_list(l4);

用（first，list）区间的元素构造list

vector<int> v4{ 1,2,3,4,5 };list<int> l4(v4.begin(), v4.end());paint_list(l4);

list的迭代器使用

begin和end返回第一个元素的迭代器+返回最后一个元素下一个位置的迭代器

rbegin和rend，rbegin是容器里的最后一个元素，rend是容器里的第一个元素。相当于begin+end迭代器反了过来。

list<int> l5{ 1,2,3,4,5 };list<int> l6(l5.begin(), l5.end());list<int> l7(l5.rbegin(), l5.rend());paint_list(l6);paint_list(l7);

list的空间问题

判空

list<int> l6(5, 6);list<int> l7;cout<<l6.empty()<<endl;cout<<l7.empty()<<endl;

返回list中有效节点

list<int> l7(5, 7);cout << l7.size() << endl;

list的元素访问

返回第一个节点中值的引用
返回list的最后一个节点中值的引用

list<int> l8{ 1,2,3,4,5 };cout << l8.front() << endl;cout << l8.back() << endl;

list的插入与删除

在list首元素前插入值为val的元素

list<int> l9(5, 9);l9.push_front(1);paint_list(l9);

删除list中的第一元素

list<int> l10{ 1,2,3,4,5 };l10.pop_front();paint_list(l10);

在list尾部插入值为val的元素

list<int> l11{ 1,2,3,4,5 };l11.push_back(6);paint_list(l11);

删除list中最后一个元素

list<int> l12{ 1,2,3,4,5 };l12.pop_back();paint_list(l12);

在pop位置插入值为val的元素

list<int> lt;lt.push_back(1);lt.push_back(2);lt.push_back(3);lt.push_back(4);lt.push_back(5);lt.push_back(6);for (auto e : lt){cout << e << " ";}cout << endl;auto it = lt.begin();int k = 3;while (k--){++it;}lt.insert(it, 30);for (auto e : lt){cout << e << " ";}cout << endl;

删除pos位置的元素

list<int> lt;lt.push_back(1);lt.push_back(2);lt.push_back(3);lt.push_back(4);lt.push_back(5);lt.push_back(6);for (auto e : lt){cout << e << " ";}cout << endl;auto it = lt.begin();int k = 3;while (k--){++it;}lt.erase(it);for (auto e : lt){cout << e << " ";}cout << endl;

交换两个list中的元素

list<int> l15(15, 7);list<int> l16(15, 8);paint_list(l15);paint_list(l16);swap(l15, l16);paint_list(l15);paint_list(l16);

清理list中的有效元素

list<int> l16(15, 7);paint_list(l16);l16.clear();paint_list(l16);

迭代器失效问题

此处大家可将迭代器暂时理解成类似于指针， 迭代器失效即迭代器所指向的节点的无 效，即该节点被删除了 。因为 list 的底层结构为带头结点的双向循环链表 ，因此 在 list 中进行插入 时是不会导致 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 。

void TestListIterator1 (){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 ;}}// 改正void TestListIterator (){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 ++ ); // it = l.erase(it);}}  

list和vector对比