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STL-常用容器-list

news 2025/7/1 12:40:25

1list基本概念

**功能：**将数据进行链式存储

链表（list）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：一个是存储数据元素的数据域，另一个是存储下一个结点地址的指针域
STL中的链表是一个双向循环链表
在这里插入图片描述
由于链表的存储方式并不是连续的内存空间，因此链表list中的迭代器只支持前移和后移，属于双向迭代器

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(指针域) 和时间（遍历）额外耗费较大

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

总结：STL中List和vector是两个最常被使用的容器，各有优缺点

2 list构造函数

功能描述：

创建list容器

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。

#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 test01()
{list<int>L1;//添加数据L1.push_back(10);L1.push_back(20);L1.push_back(30);L1.push_back(40);//遍历printList(L1);//区间方式构造list<int>L2(L1.begin(), L1.end());printList(L2);//拷贝构造list<int>L3(L2);printList(L3);//n个nlemlist<int>L4(2, 100);printList(L4);}int main()
{test01();return 0;
}

总结：list构造方式同其他几个STL常用容器，熟练掌握即可

3 list 赋值和交换

功能描述：

给list容器进行赋值，以及交换list容器

函数原型：

assign(beg, end); //将[beg, end)区间中的数据拷贝赋值给本身。
assign(n, elem); //将n个elem拷贝赋值给本身。
list& operator=(const list &lst); //重载等号操作符
swap(lst); //将lst与本身的元素互换

#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 test01()
{list<int>L1;//添加数据L1.push_back(10);L1.push_back(20);L1.push_back(30);L1.push_back(40);//遍历printList(L1);list<int>L2;L2 = L1;printList(L2);list<int>L3;L3.assign(L2.begin(), L2.end());list<int>L4;L4.assign(2, 100);
}void test02()
{list<int>L1;//添加数据L1.push_back(10);L1.push_back(20);L1.push_back(30);L1.push_back(40);list<int>L2;L2.assign(4, 20);cout << "交换前：";printList(L1);printList(L2);L1.swap(L2);cout << "交换后：";printList(L1);printList(L2);
}int main()
{//test01();test02();return 0;
}

4 list 大小操作

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

#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 test01()
{list<int>L1;//添加数据L1.push_back(10);L1.push_back(20);L1.push_back(30);L1.push_back(40);//遍历printList(L1);//判断容器是否为空if (L1.empty()){cout << "为空" << endl;}else{cout << "不空" << endl;cout << L1.size() << endl;}//重新指定大小L1.resize(6, 66);printList(L1);L1.resize(2);printList(L1);
}int main()
{test01();return 0;
}

总结：

判断是否为空 — empty
返回元素个数 — size
重新指定个数 — resize

5 list 插入和删除

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();//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。

#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 test01()
{list<int>L;//尾插L.push_back(10);L.push_back(20);L.push_back(30);L.push_back(40);//头插L.push_front(100);L.push_front(200);printList(L);//尾删L.pop_back();printList(L);//头删L.pop_front();printList(L);//insertlist<int>::iterator it = L.begin();L.insert(++it, 66);printList(L);//删除it = L.begin();L.erase(it);printList(L);//移除L.push_back(22);printList(L);L.remove(22);printList(L);L.clear();printList(L);
}int main()
{test01();return 0;
}

总结：

尾插 — push_back
尾删 — pop_back
头插 — push_front
头删 — pop_front
插入 — insert
删除 — erase
移除 — remove
清空 — clear

6 list 数据存取

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。

#include<iostream>
using namespace std;
#include<list>void test01()
{list<int>L1;//尾插L1.push_back(10);L1.push_back(20);L1.push_back(30);L1.push_back(40);//L[0] 不可以用[]访问list容器中的元素//L1.at(0) 不可以用at访问list容器中的元素//list 本身是一个链表，地址不连续，迭代器不支持随机访问cout << "第一个元素" << L1.front() << endl;cout << "最后一个元素" << L1.back() << endl;//验证迭代器不支持随机访问list<int>::iterator it = L1.begin();it++;//it=it+1 不支持}int main()
{test01();return 0;
}

总结：

list容器中不可以通过[]或者at方式访问数据
返回第一个元素 — front
返回最后一个元素 — back

7 list 反转和排序

功能描述：

将容器中的元素反转，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

#include<iostream>
using namespace std;
#include<list>
#include<algorithm>
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 v1,int v2)
{return v1 > v2;
}void test01()
{list<int>L1;//尾插L1.push_back(20);L1.push_back(10);L1.push_back(60);L1.push_back(40);printList(L1);L1.reverse();printList(L1);L1.sort();printList(L1);//sort(L1.begin(), L1.end()); 所有不支持随机访问迭代器的容器，不可以用标准算法L1.sort(myCompare);printList(L1);
}int main()
{test01();return 0;
}

总结：

反转 — reverse
排序 — sort （成员函数）

8 排序案例

案例描述：将Person自定义数据类型进行排序，Person中属性有姓名、年龄、身高

排序规则：按照年龄进行升序，如果年龄相同按照身高进行降序

#include<iostream>
using namespace std;
#include<string>
#include <list>
class Person
{
public:Person(string name, int age, int h){this->_name = name;this->_age = age;this->_h = h;}string _name;int _age;int _h;
};bool comparePerson(Person& p1, Person& p2)
{if (p1._age == p2._age){return p1._h > p2._h;}return p1._age < p2._age;
}void test01()
{list<Person>L;Person p1("li", 20, 170);Person p2("yi", 18, 176);Person p3("ai", 17, 169);Person p4("wu", 22, 173);Person p5("hi", 20, 178);L.push_back(p1);L.push_back(p2);L.push_back(p3);L.push_back(p4);L.push_back(p5);for (list<Person>::const_iterator it = L.begin(); it != L.end(); it++){cout << "姓名：" << (*it)._name << " 年龄： " << it->_age << " 身高：" << it->_h << endl;;}cout << "--------------------" << endl;cout << "排序后" << endl;L.sort(comparePerson);for (list<Person>::const_iterator it = L.begin(); it != L.end(); it++){cout << "姓名：" << (*it)._name << " 年龄： " << it->_age << " 身高：" << it->_h << endl;;}
}int main()
{test01();return 0;
}