3.3 STL常用容器 -- 6. list容器

6. list容器

6.1 list基本概念

概念：

• 链表是一种物理存储单元上非连续的存储结构，数据元素的逻辑顺序是通过链表中的指针链接实现的
• 链表的组成：链表由一系列结点组成
• 结点的组成：一个是存储元素的数据域，另一个是存储下一个结点地址的指针域

功能：

• 将数据进行链式存储

list的优点：

• 采用动态存储分配，不会造成内存浪费和溢出
• 链表执行插入和删除操作十分方便，修改指针即可，不需要移动大量元素

list的缺点：

• 链表灵活，但是空间和时间额外耗费较大

性质：

• list有一个重要性质，插入操作和删除操作都不会造成原有list的迭代器的失效，这在vector是不成立的。

6.2 list构造函数

功能描述：

• 创建list容器

函数原型：

• list lst;            // list采用模板类实现
• 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

代码示例：

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

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


void test_01()
{
    
    
   list<int> L1;
   L1.push_back(10);
   L1.push_back(20);
   L1.push_back(30);
   L1.push_back(40);
   printList(L1); // 10 20 30 40
   
   list<int> L2(L1.begin(), L1.end());
   printList(L2);  //  10 20 30 40

   list<int>L3(L2);
   printList(L3);  // 10 20 30 40
   
   list<int>L4(10, 1000);
   printList(L4);  // 1000 1000 1000 1000 1000 1000 1000 1000 1000 1000
}

int main()
{
    
    
   test_01();
   system("pause");
   return 0;
}

6.3 list赋值和交换(=、assign、swap)

功能描述：

• 给list容器进行赋值，以及交换list容器

函数原型：

• list & operator=(const list &lst);   // 重载等号操作符
• assign(beg, end);           // 将[beg, end)区间中数据靠
• assign(n, elem);           // 将n个elem拷贝赋值给本身
• swap(lst);               // 将lst与本身元素互换

代码示例：

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

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

// 赋值和交换
void test_01()
{
    
    
   list<int>L1;
   L1.push_back(10);
   L1.push_back(20);
   L1.push_back(30);
   L1.push_back(40);
   printList(L1);  // 10 20 30 40

   //赋值
   list<int>L2;
   L2 = L1;
   printList(L2);  // 10 20 30 40

   list<int>L3;
   L3.assign(L2.begin(), L2.end());
   printList(L3);  // 10 20 30 40

   list<int>L4;
   L4.assign(10, 100); // 100 100 100 100 100 100 100 100 100 100
   printList(L4);
}

void test_02() 
{
    
    
   // 交换
   list<int>L1;
   L1.push_back(10);
   L1.push_back(20);
   L1.push_back(30);
   L1.push_back(40);
   printList(L1); // 10 20 30 40

   list<int>L2;
   L2.assign(10, 1000); 

   cout << "交换前：" << endl;
   printList(L1); // 10 20 30 40
   printList(L2); // 1000 1000 1000 1000 1000 1000 1000 1000 1000 1000

   cout << endl;

   L1.swap(L2);
   cout << "交换后：" << endl;
   printList(L1);  // 1000 1000 1000 1000 1000 1000 1000 1000 1000 1000
   printList(L2); // 10 20 30 40
}

int main()
{
    
    
   test_01();
   test_02();
   system("pause");
   return 0;
}

6.4 list大小操作(size、empty、resize)

功能描述:

• 对list容器的大小进行操作

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);      // 重新指定容器长度为num，容器变长则填充新值，容器变短，则末尾超出容器长度元素删除
• resize(num, elem);  // 重新指定容器长度为num，容器边长则以elem填充新值，容器变短，则末尾超出容器长度元素删除

代码示例：

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

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

void test_01()
{
    
    
	list<int>L1;
	L1.push_back(10);
	L1.push_back(20);
	L1.push_back(30);
	L1.push_back(40);
	printList(L1); // 10 20 30 40

	if (L1.empty())
	{
    
    
		cout << "L1为空" << endl;
	}
	else
	{
    
    
		cout << "L1不为空" << endl;
		cout << "L1的大小为"<< L1.size() << endl; // L1的大小为4
	}

	// 重新指定大小
	L1.resize(10);
	printList(L1); // 10 20 30 40 0 0 0 0 0 0

	L1.resize(2);
	printList(L1); // 10 20
}
int main()
{
    
    
	test_01();
	system("pause");
	return 0;
}

6.5 list插入和删除(push_back、pop_back、push_front、pop_front、insert、clear、erase、remove)

功能描述：

• 对list容器进行数据的插入和删除

函数原型：

• push_back(elem);      // 在容器尾部加入一个元素
• pop_back(elem);       // 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(elem);       // 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);
• insert(pos,beg, end);
• clear();             // 移除容器中的所有数据
• 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，返回下一个数据位置
• remove(elem);       // 删除容器中所有与elem值匹配的元素

代码示例：

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

void printList(const list<int>& L)
{
    
    
	for (list<int>::const_iterator it = L.begin(); it != L.end(); it++)
	{
    
    
		cout << *it << " ";
	}
	cout << endl;
}
// 插入和删除
void test_01()
{
    
    
	list<int> L;
	// 尾插
	L.push_back(10);
	L.push_back(20);
	L.push_back(30);
	// 头插
	L.push_front(100);
	L.push_front(200);
	L.push_front(300);
	printList(L); // 300 200 100 10 20 30
	// 尾删
	L.pop_back();
	printList(L); // 300 200 100 10 20
	// 头删
	L.pop_front();
	printList(L); // 200 100 10 20
	// 插入
	list<int>::iterator it = L.begin();
	L.insert(++it, 1000);
	printList(L); // 200 1000 100 10 20
	// 删除
	it = L.begin();
	L.erase(++it);
	printList(L); // 200 100 10 20
	// 移除
	L.push_back(10000);
	L.push_back(10000);
	L.push_back(10000);
	printList(L); // 200 100 10 20 10000 10000 10000
	L.remove(10000);
	printList(L); // 200 100 10 20
	// 清空
	L.clear();
	printList(L);
}
int main()
{
    
    
	test_01();
	system("pause");
	return 0;
}

6.6 list数据存取(front、back)

功能描述：

• 对list容器中数据进行存取

函数原型：

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

代码示例：

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

void test_01()
{
    
    
	list<int> L;
	L.push_back(10);
	L.push_back(20);
	L.push_back(30);
	L.push_back(40);
	// cout << L.at(0) << endl; // 错误 不支持at访问数据
	// cout << L[0] << endl;    // 错误 不支持[]访问数据
	cout << "第一个元素为：" << L.front() << endl; //  第一个元素为：10
	cout << "最后一个元素为：" << L.back() << endl; // 最后一个元素为：40
	// list容器的迭代器是双向迭代器，不支持随机访问
	list<int>::iterator it = L.begin();
}
int main()
{
    
    
	test_01();
	system("pause");
	return 0;
}

6.7 list反转和排序(reverse、sort)

功能描述：

• 将list容器中的元素反转，以及将容器中的数据进行排序

函数原型：

• reverse();    // 反转链表
• sort();       // 链表排序

代码示例：

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

void printList(const list<int>& L)
{
    
    
	for (list<int>::const_iterator it = L.begin(); it != L.end(); it++)
	{
    
    
		cout << *it << " ";
	}
	cout << endl;
}
bool myCompare(int val1, int val2)
{
    
    
	return val1 > val2;
}
//反转和排序
void test_01()
{
    
    
	list<int> L;
	L.push_back(90);
	L.push_back(30);
	L.push_back(20);
	L.push_back(70);
	printList(L); // 90 30 20 70
	// 反转容器的元素
	L.reverse();
	printList(L); //70 20 30 90
	// 排序
	L.sort();
	printList(L); // 20 30 70 90
	//按指定规则排序
	L.sort(myCompare);
	printList(L); // 90 70 30 20
}
int main()
{
    
    
	test_01();
	system("pause");
	return 0;
}