list使用详解

List双向链表

再谈链表

List链表的概念再度出现了，作为线性表的一员，C++的STL提供了快速进行构建的方法，为此，在前文的基础上通过STL进行直接使用，这对于程序设计中快速构建原型是相当有必要的，这里的STL链表是单链表的形式。

头文件

头文件：#include<list>

初始化

格式为：explicit list (const allocator_type& alloc = allocator_type());

我们以int类型作为参数为例进行创建，其创建方法与vector无异

定义的代码如下：

list<int> l1;           //创建一个空链表
list<int> l2(10);       //创建一个链表其有10个空元素
list<int> l3(5,20);     //创建一个链表其有5个元素内容为20
list<int> l4(l3.begin(),l3.end());  //创建一个链表其内容为l3的内容
list<int> l5(l4);               //创建一个链表其内容为l4的内容

除此之外，还可以直接使用数组来初始化向量：

int n[] = { 1, 2, 3, 4, 5 };
list<int> a(n, n + 5); // 将数组n的前5个元素作为列表a的初值

迭代器

遍历代码举例(其方法和vector版本无异只是更加精简)：

 list<int> li;
for(list<int>::iterator it=li.begin();it!=li.end();it++){
        cout<<*it<<' ';
    }

基本操作

3.1 容量函数

• 容器大小：lst.size();
• 容器最大容量：lst.max_size();
• 更改容器大小：lst.resize();
• 容器判空：lst.empty();

#include <iostream>
#include <list>

using namespace std;

int main(int argc, char* argv[])
{
    list<int> lst;
    for (int i = 0; i<6; i++)
    {
        lst.push_back(i);
    }

    cout << lst.size() << endl; // 输出：6
    cout << lst.max_size() << endl; // 输出：357913941
    lst.resize(0); // 更改元素大小
    cout << lst.size() << endl; // 输出：0
    if (lst.empty())
        cout << "元素为空" << endl; // 输出：元素为空

    return 0;
}

3.2 添加函数

• 头部添加元素：lst.push_front(const T& x);
• 末尾添加元素：lst.push_back(const T& x);
• 任意位置插入一个元素：lst.insert(iterator it, const T& x);
• 任意位置插入 n 个相同元素：lst.insert(iterator it, int n, const T& x);
• 插入另一个向量的 [forst,last] 间的数据：lst.insert(iterator it, iterator first, iterator last);

#include <iostream>
#include <list>

using namespace std;

int main(int argc, char* argv[])
{
    list<int> lst;

    // 头部增加元素
    lst.push_front(4);
    // 末尾添加元素
    lst.push_back(5);
    // 任意位置插入一个元素
    list<int>::iterator it = lst.begin();
    lst.insert(it, 2);
    // 任意位置插入n个相同元素
    lst.insert(lst.begin(), 3, 9);
    // 插入另一个向量的[forst,last]间的数据
    list<int> lst2(5, 8);
    lst.insert(lst.begin(), lst2.begin(), ++lst2.begin());

    // 遍历显示
    for (it = lst.begin(); it != lst.end(); it++)
        cout << *it << " "; // 输出：8 9 9 9 2 4 5
    cout << endl;

    return 0;
}

    li.insert(li.begin(),10);     //在链表最前端插入数据10
    li.insert(li.begin(),5,20);   //在链表最前端插入5个数据内容为20

    list<int> k(2,50);   //创建一个新的链表k,其拥有2个元素内容均为50
    li.insert(li.begin(),li.begin(),li.end());  //在链表v最前端插入链表上K的全部内容

3.3 删除函数

• 头部删除元素：lst.pop_front();
• 末尾删除元素：lst.pop_back();
• 任意位置删除一个元素：lst.erase(iterator it);
• 删除 [first,last] 之间的元素：lst.erase(iterator first, iterator last);
• 清空所有元素：lst.clear();

#include <iostream>
#include <list>

using namespace std;

int main(int argc, char* argv[])
{
    list<int> lst;
    for (int i = 0; i < 8; i++)
        lst.push_back(i);

    // 头部删除元素
    lst.pop_front();
    // 末尾删除元素
    lst.pop_back();
    // 任意位置删除一个元素
    list<int>::iterator it = lst.begin();
    lst.erase(it);
    // 删除[first,last]之间的元素
    lst.erase(lst.begin(), ++lst.begin());

    // 遍历显示
    for (it = lst.begin(); it != lst.end(); it++)
        cout << *it << " "; // 输出：3 4 5 6
    cout << endl;

    // 清空所有元素
    lst.clear();

    // 判断list是否为空
    if (lst.empty())
    cout << "元素为空" << endl; // 输出：元素为空

    return 0;
}

li.erase(li.begin());     //删除第一个元素
li.erase(li.begin(),li.begin()+4); //删除前4个元素

3.4 访问函数

• 访问第一个元素：lst.front();
• 访问最后一个元素：lst.back();

#include <iostream>
#include <list>

using namespace std;

int main(int argc, char* argv[])
{
    list<int> lst;
    for (int i = 0; i < 6; i++)
        lst.push_back(i);

    // 访问第一个元素
    cout << lst.front() << endl; // 输出：0
    // 访问最后一个元素
    cout << lst.back() << endl; // 输出：5

    return 0;
}

3.5 其他函数

• 多个元素赋值：lst.assign(int nSize, const T& x); // 类似于初始化时用数组进行赋值
• 交换两个同类型容器的元素：swap(list&, list&); 或 lst.swap(list&);
• 合并两个列表的元素（默认升序排列）：lst.merge();
• 在任意位置拼接入另一个list：lst.splice(iterator it, list&);
• 删除容器中相邻的重复元素：lst.unique();

#include <iostream>
#include <list>

using namespace std;

int main(int argc, char* argv[])
{
    // 多个元素赋值s
    list<int> lst1;
    lst1.assign(3, 1);
    list<int> lst2;
    lst2.assign(3, 2);

    // 交换两个容器的元素
    // swap(lst1, lst2); // ok
    lst1.swap(lst2);
    // 遍历显示
    cout << "交换后的lst1: ";
    list<int>::iterator it;
    for (it = lst1.begin(); it!=lst1.end(); it++)
        cout << *it << " "; // 输出：2 2 2
    cout << endl;

    // 遍历显示
    cout << "交换后的lst2: ";
    for (it = lst2.begin(); it != lst2.end(); it++)
        cout << *it << " "; // 输出：1 1 1
    cout << endl;

    list<int> lst3;
    lst3.assign(3, 3);
    list<int> lst4;
    lst4.assign(3, 4);
    // 合并两个列表的元素
    lst4.merge(lst3); // 不是简单的拼接，而是会升序排列
    cout << "合并后的lst4: ";
    for (it = lst4.begin(); it != lst4.end(); it++)
        cout << *it << " "; // 输出：3 3 3 4 4 4
    cout << endl;

    list<int> lst5;
    lst5.assign(3, 5);
    list<int> lst6;
    lst6.assign(3, 6);
    // 在lst6的第2个元素处，拼接入lst5
    lst6.splice(++lst6.begin(), lst5);
    cout << "拼接后的lst6: ";
    for (it = lst6.begin(); it != lst6.end(); it++)
        cout << *it << " "; // 输出：6 5 5 5 6 6
    cout << endl;

    // 删除容器中相邻的重复元素
    list<int> lst7;
    lst7.push_back(1);
    lst7.push_back(1);
    lst7.push_back(2);
    lst7.push_back(2);
    lst7.push_back(3);
    lst7.push_back(2);
    lst7.unique();
    cout << "删除容器中相邻的重复元素后的lst7: ";
    for (it = lst7.begin(); it != lst7.end(); it++)
        cout << *it << " "; // 输出：1 2 3 2
    cout << endl;

    return 0;
}

排序sort()

#include<iostream>
#include<list>
using namespace std;s
int cmp(const int &a,const int &b){
    //简单的自定义降序序列
    return a>b;
}
int main(){
    list<int> li;           //创建一个空链表
    for(int i=10;i>=6;i--){
        li.push_back(i);
    }
    li.push_front(3);
    li.push_back(20);
    list<int> li2(li);
    for(list<int>::iterator it=li.begin();it!=li.end();it++){
        cout<<*it<<' ';
    }
    cout<<endl;
//排序前3 10 9 8 7 6 20//
    li.sort();

    for(list<int>::iterator it=li.begin();it!=li.end();it++){
        cout<<*it<<' ';
    }
    cout<<endl;
//默认排序后 3 6 7 8 9 10 20//
    li2.sort(cmp);
    for(list<int>::iterator it=li2.begin();it!=li2.end();it++){
        cout<<*it<<' ';
    }
    cout<<endl;
//自定义排序后 20 10 9 8 7 6 3//
    return 0;
}

迭代器与算法

1. 迭代器

• 开始迭代器指针：lst.begin();
• 末尾迭代器指针：lst.end(); // 指向最后一个元素的下一个位置
• 指向常量的开始迭代器指针：lst.cbegin(); // 意思就是不能通过这个指针来修改所指的内容，但还是可以通过其他方式修改的，而且指针也是可以移动的。
• 指向常量的末尾迭代器指针：lst.cend();
• 反向迭代器指针，指向最后一个元素：lst.rbegin();
• 反向迭代器指针，指向第一个元素的前一个元素：lst.rend();

#include <iostream>
#include <list>

using namespace std;

int main(int argc, char* argv[])
{
    list<int> lst;
    lst.push_back(1);
    lst.push_back(2);
    lst.push_back(3);

    cout << *(lst.begin()) << endl; // 输出：1
    cout << *(--lst.end()) << endl; // 输出：3
    cout << *(lst.cbegin()) << endl; // 输出：1
    cout << *(--lst.cend()) << endl; // 输出：3
    cout << *(lst.rbegin()) << endl; // 输出：3
    cout << *(--lst.rend()) << endl; // 输出：1
    cout << endl;

    return 0;
}

2. 算法

• 遍历元素

list<int>::iterator it;
for (it = lst.begin(); it != lst.end(); it++)
    cout << *it << endl;

• 元素翻转

#include <algorithm>
reverse(lst.begin(), lst.end());

• 元素排序

#include <algorithm>
sort(lst.begin(), lst.end()); // 采用的是从小到大的排序

// 如果想从大到小排序，可以采用先排序后反转的方式，也可以采用下面方法:
// 自定义从大到小的比较器，用来改变排序方式
bool Comp(const int& a, const int& b)
{
    return a > b;
}

sort(lst.begin(), lst.end(), Comp);

总结

可以看到，list 与 vector、deque 的用法基本一致，除了以下几处不同：

• list 为双向迭代器，故不支持it+=i；
• list 不支持下标访问和at方法访问。