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【STL】：list用法详解

news 2025/7/27 12:35:52

朋友们、伙计们，我们又见面了，本期来给大家解读一下有关list的使用，如果看完之后对你有一定的启发，那么请留下你的三连，祝大家心想事成！

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1. list的介绍

2. list的使用

2.1 list的定义

2.2 迭代器

2.3 空间增长

2.4 访问

2.5 修改

3. list的迭代器失效

1. list的介绍

list官方文档参考

类似于数据结构中讲到过的双向带头循环链表

1. list是可以在常数范围内在任意位置进行插入和删除的序列式容器，并且该容器可以前后双向迭代。
2. list的底层是双向链表结构，双向链表中每个元素存储在互不相关的独立节点中，在节点中通过指针指向其前一个元素和后一个元素。
3. list与forward_list非常相似：最主要的不同在于forward_list是单链表，只能朝前迭代，已让其更简单高效。
4. 与其他的序列式容器相比(array，vector，deque)，list通常在任意位置进行插入、移除元素的执行效率更好。
5. 与其他序列式容器相比，list和forward_list最大的缺陷是不支持任意位置的随机访问，比如：要访问list的第6个元素，必须从已知的位置(比如头部或者尾部)迭代到该位置，在这段位置上迭代需要线性的时间开销；list还需要一些额外的空间，以保存每个节点的相关联信息(对于存储类型较小元素的大list来说这可能是一个重要的因素)

2. list的使用

list学习时一定要学会查看文档：list官方文档参考，list在实际中非常的重要，在实际中我们熟悉常见的接口就可以，下面列出了哪些接口是要重点掌握的。

2.1 list的定义

构造函数（ (constructor)）	接口说明
list (size_type n, const value_type& val = value_type())	构造的list中包含n个值为val的元素
list()	构造空的list
list (const list& x)	拷贝构造函数
list (InputIterator first, InputIterator last)	用[first, last)区间中的元素构造list

在使用list之前需要包含list对应的头文件：#include <list>

void list_test1()
{//空构造list<int> lt1;//n个vallist<string> lt2(10, "0x0");//迭代器区间vector<int> v = { 0,1,2,3,4,5,6,7,8,9 };list<int> lt3(v.begin() + 2, v.end());//拷贝构造list<string> lt4(lt2);
}

2.2 迭代器

函数声明	接口说明
begin + 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 + rend	返回第一个元素的reverse_iterator,即end位置，返回最后一个元素下一个位置的 reverse_iterator,即begin位置

void list_test2()
{list<int> lt;lt.push_back(1);lt.push_back(2);lt.push_back(3);lt.push_back(4);//正向迭代器list<int>::iterator it = lt.begin();//auto it = lt.begin();while (it != lt.end()){cout << *it << " ";it++;}cout << endl;//反向迭代器list<int>::reverse_iterator rit = lt.rbegin();//auto rit = lt.rbegin();while (rit != lt.rend()){cout << *rit << " ";rit++;}cout << endl;//范围forfor (auto e : lt){cout << e << " ";}cout << endl;
}

2.3 空间增长

函数声明	接口说明
empty	检测list是否为空，是返回true，否则返回false
size	返回list中有效节点的个数

void list_test3()
{list<int> lt;lt.push_back(1);lt.push_back(2);lt.push_back(3);lt.push_back(4);cout << lt.empty() << endl;size_t sz = lt.size();cout << sz << endl;
}

2.4 访问

函数声明	接口说明
front	返回list的第一个节点中值的引用
back	返回list的最后一个节点中值的引用

void list_test4()
{list<int> lt;lt.push_back(1);lt.push_back(2);lt.push_back(3);lt.push_back(4);cout << lt.front() << endl;cout << lt.back() << endl;
}

2.5 修改

函数声明	接口说明
push_front	在list首元素前插入值为val的元素
pop_front	删除list中第一个元素
push_back	在list尾部插入值为val的元素
pop_back	删除list中最后一个元素
insert	在list position 位置中插入值为val的元素
erase	删除list position位置的元素
swap	交换两个list中的元素
clear	清空list中的有效元素

void list_test5()
{list<int> lt;lt.push_back(1);lt.push_back(2);lt.push_back(3);lt.push_back(4);//头插lt.push_front(0);//尾插lt.push_back(5);//头删lt.pop_front();//尾删lt.pop_back();//pos位置插入list<int>::iterator lit = lt.begin();++lit;lt.insert(lit, 30);//在pos位置插入n个数据--lit;lt.insert(lit, 2, 10);//迭代器区间插入vector<int> v = { 10,20 };++lit;lt.insert(lit, v.begin(), v.end());//范围forfor (auto e : lt){cout << e << " ";}cout << endl;
}

void list_test6()
{list<int> lt;lt.push_back(1);lt.push_back(2);lt.push_back(3);lt.push_back(4);list<int>::iterator lit1 = lt.begin();//删除pos位置lt.erase(lit1);//删除一段迭代器区间lt.erase(lt.begin(), lt.end());//范围forfor (auto e : lt){cout << e << " ";}cout << endl;
}

void list_test7()
{list<int> lt1;lt1.push_back(1);lt1.push_back(2);lt1.push_back(3);lt1.push_back(4);list<int> lt2;lt2.push_back(4);lt2.push_back(3);lt2.push_back(2);lt2.push_back(1);//交换lt1.swap(lt2);//清理lt1.clear();lt2.clear();
}

3. list的迭代器失效

前面说过，此处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。
（具体细节在模拟实现时进行解释）
void list_test8()
{list<int> lt1;lt1.push_back(1);lt1.push_back(2);lt1.push_back(3);lt1.push_back(4);auto lit = lt1.begin();while (lit != lt1.end()){lt1.erase(lit);// 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lit++;}
}
改正写法：
void list_test8()
{list<int> lt1;lt1.push_back(1);lt1.push_back(2);lt1.push_back(3);lt1.push_back(4);auto lit = lt1.begin();while (lit != lt1.end()){lit = lt1.erase(lit);//或者//lt1.erase(lit++);lit++;}
}