相较于vector的连续线性空间，list就显得复杂许多，它的好处是每次插入或删除一个元素，就配置或释放一个元素空间。因此，list对于空间的运用有绝对的精准，一点也不浪费。而且，对于任何位置的元素插入或元素移除，list永远是常数时间。
list不仅是一个双向链表，而且还是一个环状双向链表。另外，还有一个重要性质，插入操作和接合操作都不会造成原有的list迭代器失效，这在vector是不成立的。因为vector的插入操作可能造成记忆体重新配置，导致原有的迭代器全部失效。甚至list的元素删除操作（erase），也只有“指向被删除元素”的那个迭代器失效，其他迭代器不受任何影响。
以下是list的节点、迭代器数据结构设计以及list的源码剖析：
list不仅是一个双向链表，而且还是一个环状双向链表。另外，还有一个重要性质，插入操作和接合操作都不会造成原有的list迭代器失效，这在vector是不成立的。因为vector的插入操作可能造成记忆体重新配置，导致原有的迭代器全部失效。甚至list的元素删除操作（erase），也只有“指向被删除元素”的那个迭代器失效，其他迭代器不受任何影响。
以下是list的节点、迭代器数据结构设计以及list的源码剖析：
////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////// list结点, 提供双向访问能力////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////// -------- -------- -------- --------// | next |---------->| next |---------->| next |---------->| next |// -------- -------- -------- --------// | prev |<----------| prev |<----------| prev |<----------| prev |// -------- -------- -------- --------// | data | | data | | data | | data |// -------- -------- -------- --------////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////template <class T>struct __list_node{ typedef void* void_pointer; void_pointer next; void_pointer prev; T data;};// 至于为什么不使用默认参数, 这个是因为有一些编译器不能提供推导能力,// 而作者又不想维护两份代码, 故不使用默认参数template<class T, class Ref, class Ptr>struct __list_iterator{ typedef __list_iterator<T, T&, T*> iterator; // STL标准强制要求 typedef __list_iterator<T, Ref, Ptr> self; typedef bidirectional_iterator_tag iterator_category; typedef T value_type; typedef Ptr pointer; typedef Ref reference; typedef __list_node<T>* link_type; typedef size_t size_type; typedef ptrdiff_t difference_type; link_type node; //迭代器内部当然要有一个普通指针，指向list的节点 __list_iterator(link_type x) : node(x) {} __list_iterator() {} __list_iterator(const iterator& x) : node(x.node) {} // 在STL算法中需要迭代器提供支持 bool operator==(const self& x) const { return node == x.node; } bool operator!=(const self& x) const { return node != x.node; } // 以下对迭代器取值（dereference）,取的是节点的数据值 reference operator*() const { return (*node).data; } // 以下是迭代器的成员存取运算子的标准做法 pointer operator->() const { return &(operator*()); } // 前缀自加，对迭代器累加1，就是前进一个节点 self& operator++() { node = (link_type)((*node).next); return *this; } // 后缀自加, 需要先产生自身的一个副本, 然会再对自身操作, 最后返回副本 self operator++(int) { self tmp = *this; ++*this; return tmp; } // 前缀自减 self& operator--() { node = (link_type)((*node).prev); return *this; } self operator--(int) { self tmp = *this; --*this; return tmp; }};////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////// list不仅是个双向链表, 而且还是一个环状双向链表////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////// end() 头结点 begin()// ↓ ↓ ↓// -------- -------- -------- --------// ---->| next |---------->| next |---------->| next |---------->| next |------// | -------- -------- -------- -------- |// | --| prev |<----------| prev |<----------| prev |<----------| prev |<--| |// | | -------- -------- -------- -------- | |// | | | data | | data | | data | | data | | |// | | -------- -------- -------- -------- | |// | | | |// | | -------- -------- -------- -------- | |// ---|-| next |<----------| next |<----------| next |<----------| next |<--|--// | -------- -------- -------- -------- |// ->| prev |---------->| prev |---------->| prev |---------->| prev |----// -------- -------- -------- --------// | data | | data | | data | | data |// -------- -------- -------- --------////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////// 默认allocator为alloc, 其具体使用版本请参照<stl_alloc.h>template <class T, class Alloc = alloc>class list{protected: typedef void* void_pointer; typedef __list_node<T> list_node; // 专属之空间配置器，每次配置一个节点大小 typedef simple_alloc<list_node, Alloc> list_node_allocator;public: typedef T value_type; typedef value_type* pointer; typedef value_type& reference; typedef list_node* link_type; typedef size_t size_type; typedef ptrdiff_t difference_type; typedef __list_iterator<T, T&, T*> iterator;protected: link_type node ; // 只要一个指针，便可表示整个环状双向链表 // 分配一个新结点, 注意这里并不进行构造, // 构造交给全局的construct, 见<stl_stl_uninitialized.h> link_type get_node() { return list_node_allocator::allocate(); } // 释放指定结点, 不进行析构, 析构交给全局的destroy void put_node(link_type p) { list_node_allocator::deallocate(p); } // 产生（配置并构造）一个节点, 首先分配内存, 然后进行构造 // 注: commit or rollback link_type create_node(const T& x) { link_type p = get_node(); construct(&p->data, x); return p; } // 析构结点元素, 并释放内存 void destroy_node(link_type p) { destroy(&p->data); put_node(p); }protected: // 用于空链表的建立 void empty_initialize() { node = get_node(); // 配置一个节点空间，令node指向它 node->next = node; // 令node头尾都指向自己，不设元素值 node->prev = node; } // 创建值为value共n个结点的链表 // 注: commit or rollback void fill_initialize(size_type n, const T& value) { empty_initialize(); __STL_TRY { // 此处插入操作时间复杂度O(1) insert(begin(), n, value); } __STL_UNWIND(clear(); put_node(node)); } public: list() { empty_initialize(); } iterator begin() { return (link_type)((*node).next); } // 链表成环, 当指所以头节点也就是end iterator end() { return node; } // 头结点指向自身说明链表中无元素 bool empty() const { return node->next == node; } // 使用全局函数distance()进行计算, 时间复杂度O(n) size_type size() const { size_type result = 0; distance(begin(), end(), result); return result; } size_type max_size() const { return size_type(-1); } reference front() { return *begin(); } reference back() { return *(--end()); } //////////////////////////////////////////////////////////////////////////////// // 在指定位置插入元素 //////////////////////////////////////////////////////////////////////////////// // insert(iterator position, const T& x) // ↓ // create_node(x) // p = get_node();-------->list_node_allocator::allocate(); // construct(&p->data, x); // ↓ // tmp->next = position.node; // tmp->prev = position.node->prev; // (link_type(position.node->prev))->next = tmp; // position.node->prev = tmp; //////////////////////////////////////////////////////////////////////////////// iterator insert(iterator position, const T& x) { link_type tmp = create_node(x); // 产生一个节点 // 调整双向指针，使tmp插入进去 tmp->next = position.node; tmp->prev = position.node->prev; (link_type(position.node->prev))->next = tmp; position.node->prev = tmp; return tmp; } // 指定位置插入n个值为x的元素, 详细解析见实现部分 void insert(iterator pos, size_type n, const T& x); void insert(iterator pos, int n, const T& x) { insert(pos, (size_type)n, x); } void insert(iterator pos, long n, const T& x) { insert(pos, (size_type)n, x); } // 在链表前端插入结点 void push_front(const T& x) { insert(begin(), x); } // 在链表最后插入结点 void push_back(const T& x) { insert(end(), x); } // 移除迭代器position所指节点 iterator erase(iterator position) { link_type next_node = link_type(position.node->next); link_type prev_node = link_type(position.node->prev); prev_node->next = next_node; next_node->prev = prev_node; destroy_node(position.node); return iterator(next_node); } // 擦除一个区间的结点, 详细解析见实现部分 iterator erase(iterator first, iterator last); void resize(size_type new_size, const T& x); void resize(size_type new_size) { resize(new_size, T()); } void clear(); // 删除链表第一个结点 void pop_front() { erase(begin()); } // 删除链表最后一个结点 void pop_back() { iterator tmp = end(); erase(--tmp); } list(size_type n, const T& value) { fill_initialize(n, value); } list(int n, const T& value) { fill_initialize(n, value); } list(long n, const T& value) { fill_initialize(n, value); } ~list() { // 释放所有结点 // 使用全局函数distance()进行计算, 时间复杂度O(n) size_type size() const { size_type result = 0; distance(begin(), end(), result); return result; } clear(); // 释放头结点 put_node(node); } list<T, Alloc>& operator=(const list<T, Alloc>& x);protected: //////////////////////////////////////////////////////////////////////////////// // 将[first, last)内的所有元素移动到position之前 // 如果last == position, 则相当于链表不变化, 不进行操作 //////////////////////////////////////////////////////////////////////////////// // 初始状态 // first last // ↓ ↓ // -------- -------- -------- -------- -------- -------- // | next |-->| next |-->| next | | next |-->| next |-->| next | // ... -------- -------- -------- ... -------- -------- -------- ... // | prev |<--| prev |<--| prev | | prev |<--| prev |<--| prev | // -------- -------- -------- -------- -------- -------- // // position // ↓ // -------- -------- -------- -------- -------- -------- // | next |-->| next |-->| next |-->| next |-->| next |-->| next | // ... -------- -------- -------- -------- -------- -------- ... // | prev |<--| prev |<--| prev |<--| prev |<--| prev |<--| prev | // -------- -------- -------- -------- -------- -------- // // 操作完成后状态 // first // | // --------------|-------------------------------------- // | ------------|------------------------------------ | last // | | ↓ | | ↓ // -------- | | -------- -------- -------- | | -------- -------- // | next |-- | ----->| next |-->| next | | next |----- | -->| next |-->| next | // ... -------- | | -------- -------- ... -------- | | -------- -------- ... // | prev |<--- | ---| prev |<--| prev | | prev |<-- | -----| prev |<--| prev | // -------- | | -------- -------- -------- | | -------- -------- // | | | | // | ------ | | // ------- | ------------------------------ | // | | | | // | | | ----------------------------- // | | | | // | | | | position // | | | | ↓ // -------- -------- | | | | -------- -------- -------- -------- // | next |-->| next |-- | | -->| next |-->| next |-->| next |-->| next | // ... -------- -------- | | -------- -------- -------- -------- ... // | prev |<--| prev |<--- ------| prev |<--| prev |<--| prev |<--| prev | // -------- -------- -------- -------- -------- -------- //////////////////////////////////////////////////////////////////////////////// void transfer(iterator position, iterator first, iterator last) { if (position != last) // 如果last == position, 则相当于链表不变化, 不进行操作 { (*(link_type((*last.node).prev))).next = position.node; (*(link_type((*first.node).prev))).next = last.node; (*(link_type((*position.node).prev))).next = first.node; link_type tmp = link_type((*position.node).prev); (*position.node).prev = (*last.node).prev; (*last.node).prev = (*first.node).prev; (*first.node).prev = tmp; } }public: // 将链表x移动到position所指位置之前 void splice(iterator position, list& x) { if (!x.empty()) transfer(position, x.begin(), x.end()); } // 将链表中i指向的内容移动到position之前 void splice(iterator position, list&, iterator i) { iterator j = i; ++j; if (position == i || position == j) return; transfer(position, i, j); } // 将[first, last}元素移动到position之前 void splice(iterator position, list&, iterator first, iterator last) { if (first != last) transfer(position, first, last); } void remove(const T& value); void unique(); void merge(list& x); void reverse(); void sort();};// 销毁所有结点, 将链表置空template <class T, class Alloc>void list<T, Alloc>::clear(){ link_type cur = (link_type) node->next; while (cur != node) { link_type tmp = cur; cur = (link_type) cur->next; destroy_node(tmp); } // 恢复node原始状态 node->next = node; node->prev = node;}// 链表赋值操作// 如果当前容器元素少于x容器, 则析构多余元素,// 否则将调用insert插入x中剩余的元素template <class T, class Alloc>list<T, Alloc>& list<T, Alloc>::operator=(const list<T, Alloc>& x){ if (this != &x) { iterator first1 = begin(); iterator last1 = end(); const_iterator first2 = x.begin(); const_iterator last2 = x.end(); while (first1 != last1 && first2 != last2) *first1++ = *first2++; if (first2 == last2) erase(first1, last1); else insert(last1, first2, last2); } return *this;}// 移除容器内所有的相邻的重复结点// 时间复杂度O(n)// 用户自定义数据类型需要提供operator ==()重载template <class T, class Alloc>void list<T, Alloc>::unique(){ iterator first = begin(); iterator last = end(); if (first == last) return; iterator next = first; while (++next != last) { if (*first == *next) erase(next); else first = next; next = first; }}// 假设当前容器和x都已序, 保证两容器合并后仍然有序template <class T, class Alloc>void list<T, Alloc>::merge(list<T, Alloc>& x){ iterator first1 = begin(); iterator last1 = end(); iterator first2 = x.begin(); iterator last2 = x.end(); // 注意：前提是，两个lists都已经递增排序 while (first1 != last1 && first2 != last2) if (*first2 < *first1) { iterator next = first2; transfer(first1, first2, ++next); first2 = next; } else ++first1; if (first2 != last2) transfer(last1, first2, last2);}再分享一下我老师大神的人工智能教程吧。零基础！通俗易懂！风趣幽默！还带黄段子！希望你也加入到我们人工智能的队伍中来！https://blog.csdn.net/jiangjunshow