10 STL-list

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重新系统学习c++语言，并将学习过程中的知识在这里抄录、总结、沉淀。同时希望对刷到的朋友有所帮助，一起加油哦！

 生命就像一朵花，要拼尽全力绽放！死磕自个儿，身心愉悦！

写在前面，本篇章主要介绍STL中常用容器list。

1.1 list基本概念

功能：将数据进行链式存储。

链表list 的数据存储：是非连续的，数据元素的前后顺序是通过链表中的指针链接来         实现的。

链表的组成： 由一系列的结点组成。

结点的组成：

• 一个数据域，用来存储数据元素。
• 一个指针域，用来存储上一个和下一个结点地址。

链表是一个双向循环链表。 因为指针域可以存储上一个和下一个结点地址，第一个结点的的prev指针指向的是最后一个结点的地址，最后一个结点的next指针指向的第一个结点的地址，使得头尾结点可以相互访问。

链表的迭代器：

由于链表的存储方式不是连续的内存空间，因此链表中的迭代器只支持前移和后移，属于双向迭代器。不是随机迭代器。

​

编辑

list的优点：

• 存储不是连续的，采用动态存储分配，不会造成内存浪费和溢出。
• 插入和删除非常方便，修改指针域即可，不需要移动大量元素。
• 插入和删除都不会造成原有list迭代器失效，这在vector不成立。

list的缺点：

• 灵活，但是空间和时间消耗大。（指针域造成空间消耗大）（在遍历时需要根据指针来判断下一个结点，时间消耗大）

1.2 list构造函数

函数原型：

• list<T> lst;         //list采用采用模板类实现,对象的默认构造形式：
• list(beg, end);         //构造函数将[beg, end)区间中的元素拷贝给本身。
• list(n, elem);          //构造函数将n个elem拷贝给本身。
• list(const list& lst);         //拷贝构造函数。

示例：

#include <iostream>
#include <string>
#include<list>
using namespace std;

// list<T> lst; //list采用采用模板类实现,对象的默认构造形式：
// list(beg, end); //构造函数将[beg, end)区间中的元素拷贝给本身。
// list(n, elem); //构造函数将n个elem拷贝给本身。
// list(const list& lst); //拷贝构造函数。
void printList(const list<int>& l) {
    for (list<int>::const_iterator it = l.begin(); it != l.end(); it++) {
        cout << *it << " ";
    }
    cout << endl;
}

void test() {
    list<int> l;
    l.push_back(1);
    l.push_back(2);
    l.push_front(3);
    l.push_front(4);
    printList(l);

    list<int> l2(l.begin(), l.end());
    printList(l2);

    list<int> l3(l2);
    printList(l3);

    list<int>l4(10, 3);
    printList(l4);
}

int main() {
    test();

    system("pause");
    return 0;
}

1.3 list赋值和交换

函数原型：

• size();                           //返回容器中元素的个数empty();            //判断容器是否为空
• resize(num);                //重新指定容器的长度为num，若容器变长，则以默认值填充新位置。//如果容器变短，则末尾超出容器长度的元素被删除。
• resize(num, elem);         //重新指定容器的长度为num，若容器变长，则以elem值填充新位置。//如果容器变短，则末尾超出容器长度的元素被删除。

示例：

#include <iostream>
#include <string>
#include<list>
using namespace std;

void printList(const list<int>& l) {
	for (list<int>::const_iterator it = l.begin(); it != l.end(); it++) {
		cout << *it << " ";
	}
	cout << endl;
}

void test() {
	//assign(beg, end); //将[beg, end)区间中的数据拷贝赋值给本身。
	list<int> l1;
	for (int i = 0; i < 5; i++) {
		l1.push_back(i);
	}
	printList(l1);

	list<int>l2;
	l2.assign(l1.begin(), l1.end());
	printList(l2);

	//assign(n, elem); //将n个elem拷贝赋值给本身。
	l2.assign(10, 3);
	printList(l2);

	//list& operator=(const list & lst); //重载等号操作符
	list<int> l3;
	l3 = l2;
	printList(l3);

	//swap(lst); //将lst与本身的元素互换。
	l1.swap(l3);
	cout << "互换后的：" << endl;
	printList(l1);
	printList(l3);

}

int main() {
	test();

	system("pause");
	return 0;
}

1.4 list大小操作

函数原型：

• size();                          //返回容器中元素的个数
• empty();                      //判断容器是否为空
• resize(num);                //重新指定容器的长度为num，若容器变长，则以默认值填充新位置。//如果容器变短，则末尾超出容器长度的元素被删除。
• resize(num, elem);   //重新指定容器的长度为num，若容器变长，则以elem值填充新位置。//如果容器变短，则末尾超出容器长度的元素被删除。

示例：

#include <iostream>
#include <string>
#include<list>
using namespace std;

//size();				//返回容器中元素的个数
//empty();			//判断容器是否为空
//resize(num);		//重新指定容器的长度为num，若容器变长，则以默认值填充新位置。
//​					//如果容器变短，则末尾超出容器长度的元素被删除。
//resize(num, elem); //重新指定容器的长度为num，若容器变长，则以elem值填充新位置。
//					//如果容器变短，则末尾超出容器长度的元素被删除。

void printList(const list<int>& l) {
	for (list<int>::const_iterator it = l.begin(); it != l.end(); it++) {
		cout << *it << " ";
	}
	cout << endl;
}

void test() {
	//assign(beg, end); //将[beg, end)区间中的数据拷贝赋值给本身。
	list<int> l1;
	for (int i = 0; i < 5; i++) {
		l1.push_back(i);
	}
	printList(l1);

	if (l1.empty()) {
		cout << "l1 为空" << endl;
	}
	else {
		cout << "l1 不为空" << endl;
		cout << "l1 size(): " << l1.size() << endl;
	}

	l1.resize(10);
	printList(l1);

	l1.resize(20,6);
	printList(l1);

	l1.resize(3);
	printList(l1);
}

int main() {
	test();

	system("pause");
	return 0;
}

输出：

0 1 2 3 4

l1 不为空

l1 size(): 5

0 1 2 3 4 0 0 0 0 0

0 1 2 3 4 0 0 0 0 0 6 6 6 6 6 6 6 6 6 6

0 1 2

1.5 list插入和删除

函数原型：

• push_back(elem);                //在容器尾部加入一个元素
• pop_back();                        //删除容器中最后一个元素
• push_front(elem);                //在容器开头插入一个元素
• pop_front();                        //从容器开头移除第一个元素
• insert(pos, elem);                //在pos位置插elem元素的拷贝，返回新数据的位置。
• insert(pos, n, elem);           //在pos位置插入n个elem数据，无返回值。
• insert(pos, beg, end);        //在pos位置插入[beg,end)区间的数据，无返回值。
• clear();                                //移除容器的所有数据
• erase(beg, end);                //删除[beg,end)区间的数据，返回下一个数据的位置。
• erase(pos);                        //删除pos位置的数据，返回下一个数据的位置。
• remove(elem);                  //删除容器中所有与elem值匹配的元素。

示例：

#include <iostream>
#include <string>
#include<list>
using namespace std;

void printList(const list<int>& l) {
	for (auto item : l) {
		cout << item << " ";
	}
	cout << endl;
}
void test() {
	list<int> l1;
	for (int i = 0; i < 5; i++) {
		//push_back(elem);//在容器尾部加入一个元素
		l1.push_back(i);
	}
	//push_front(elem);//在容器开头插入一个元素
	l1.push_front(5);
	printList(l1);// 5 0 1 2 3 4

	//pop_front();//从容器开头移除第一个元素
	l1.pop_front();
	printList(l1);// 0 1 2 3 4

	//pop_back();//删除容器中最后一个元素
	l1.pop_back();
	printList(l1);// 0 1 2 3 

	//insert(pos, elem);//在pos位置插elem元素的拷贝，返回新数据的位置。
	l1.insert(l1.begin(), 100);
	printList(l1);// 100 0 1 2 3

	//insert(pos, n, elem);//在pos位置插入n个elem数据，无返回值。
	l1.insert(l1.end(), 3, 200);
	printList(l1);//100 0 1 2 3 200 200 200 

	//insert(pos, beg, end);//在pos位置插入[beg,end)区间的数据，无返回值。
	l1.insert(l1.begin(), l1.begin(), l1.end());
	printList(l1);//100 0 1 2 3 200 200 200 100 0 1 2 3 200 200 200 

	//erase(beg, end);//删除[beg,end)区间的数据，返回下一个数据的位置。
	l1.erase(l1.begin(), ++l1.begin());
	printList(l1);//0 1 2 3 200 200 200 100 0 1 2 3 200 200 200 

	//erase(pos);//删除pos位置的数据，返回下一个数据的位置。
	l1.erase(++l1.begin());
	printList(l1);//0 2 3 200 200 200 100 0 1 2 3 200 200 200 

	//remove(elem);//删除容器中所有与elem值匹配的元素。
	l1.remove(200);
	printList(l1);//0 2 3 100 0 1 2 3

	//clear();//移除容器的所有数据
	l1.clear();
	printList(l1);

}

int main() {
	test();

	system("pause");
	return 0;
}

1.6 list数据存取

函数原型：

• front();                 //返回第一个元素
• back();                //返回最后一个元素

示例：

#include <iostream>
#include <string>
#include<list>
using namespace std;

void test() {
	list<int> l;
	l.push_back(1);
	l.push_back(2);
	l.push_back(3);
	l.push_back(4);

	// l[0];  // 错误
	// l.at(0);  // 错误
	// 原因：list本质是双向迭代器，不是随机迭代器，不支持随机访问，不是连续线性存储。

	cout << "first item: " << l.front() << endl;
	cout << "last item: " << l.back() << endl;
	list<int>::iterator it = l.begin();
	it++;// 支持双向
	it++++;
	it--;
	//it = it + 1;//不支持随机访问 即便是+1；
}

int main() {
	test();

	system("pause");
	return 0;
}

1.7 list反转和排序

函数原型：

• reverse();                反转链表
• sort();                        链表排序，默认升序

示例：

#include <iostream>
#include <string>
#include<list>
#include<algorithm>

using namespace std;
void printList(const list<int>& l) {
	for (auto item : l) {
		cout << item << " ";
	}
	cout << endl;

}
bool myCompare(int v1, int v2) {
	// 降序 就让第一个数 > 第二个数
	return v1 > v2;
}

void test() {
	list<int> l;
	for (int i = 0; i < 5; i++) {
		l.push_back(i);
	}
	printList(l);

	l.reverse();
	printList(l);

	//所有不支持随机访问迭代器的容器，不可以用标准算法
	// 不支持随机访问迭代器的容器，内部会提供对应的算法
	//sort(l.begin(), l.end());

	//使用容器内部算法排序 sort排序，默认升序
	l.sort();
	cout << "升序：" << endl;
	printList(l);

	l.sort(myCompare);
	cout << "降序：" << endl;
	printList(l);
}

int main() {
	test();

	system("pause");
	return 0;
}

1.8 list排序案例

需求描述：

自定义person类，包含姓名、年龄、升高属性。

排序规则，按照年龄升序，若年龄相同，按照身高降序。

示例：

#include <iostream>
#include <string>
#include<list>
using namespace std;

class Person {
public:
	Person(string name,int age,int height) {
		this->m_name = name;
		this->m_age = age;
		this->m_height=height;
	}

	string m_name;
	int m_age;
	int m_height;
};

bool myCompare(Person& p1, Person& p2) {
	// 年龄相同 按照升高降序
	if (p1.m_age == p2.m_age) {
		return p1.m_height > p2.m_height;
	}
	else {
		//按照年龄 升序
		return p1.m_age < p2.m_age;
	}
}

void printPerson(const list<Person>& l) {
	for (auto item : l) {
		cout << "name: " << item.m_name
			<< " age: " << item.m_age
			<< " height: " << item.m_height
			<< endl;
	}
}

void test() {
	Person p1("echo", 20, 150);
	Person p2("lisa", 25, 170);
	Person p3("mesa", 20, 160);
	list<Person> l;
	l.push_back(p1);
	l.push_back(p2);
	l.push_back(p3);
	printPerson(l);

	l.sort(myCompare);
	cout << "排序后：" << endl;
	printPerson(l);

}

int main() {
	test();

	system("pause");
	return 0;
}

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