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标准模板库(STL)学习探究之list容器(列表容器)

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发表于 2022-1-21 14:11:42 | 显示全部楼层 |阅读模式

1.关于list容器

list是一种序列式容器。list容器完成的功能实际上和数据结构中的双向链表是极其相似的,list中的数据元素是通过链表指针串连成逻辑意义上的线性表,也就是list也具有链表的主要优点,即:在链表的任一位置进行元素的插入、删除操作都是快速的。list的实现大概是这样的:list的每个节点有三个域:前驱元素指针域、数据域和后继元素指针域。前驱元素指针域保存了前驱元素的首地址;数据域则是本节点的数据;后继元素指针域则保存了后继元素的首地址。其实,list和循环链表也有相似的地方,即:头节点的前驱元素指针域保存的是链表中尾元素的首地址,list的尾节点的后继元素指针域则保存了头节点的首地址,这样,list实际上就构成了一个双向循环链。由于list元素节点并不要求在一段连续的内存中,显然在list中是不支持快速随机存取的,因此对于迭代器,只能通过“++”或“--”操作将迭代器移动到后继/前驱节点元素处。而不能对迭代器进行+n或-n的操作,这点,是与vector等不同的地方。


我想把三个常用的序列式放在一起对比一下是有必要的:

vector : vector和built-in数组类似,拥有一段连续的内存空间,能非常好的支持随即存取,即[]操作符,但由于它的内存空间是连续的,所以在中间进行插入和删除会造成内存块的拷贝,另外,当插入较多的元素后,预留内存空间可能不够,需要重新申请一块足够大的内存并把原来的数据拷贝到新的内存空间。这些影响了vector的效率,但是实际上用的最多的还是vector容器,建议大多数时候使用vector效率一般是不错的。vector的用法解析可以参考本人的另一篇随笔:http://www.cnblogs.com/BeyondAnyTime/archive/2012/08/08/2627666.html

list:      list就是数据结构中的双向链表(根据sgi stl源代码),因此它的内存空间是不连续的,通过指针来进行数据的访问,这个特点使得它的随即存取变的非常没有效率,因此它没有提供[]操作符的重载。但由于链表的特点,它可以以很好的效率支持任意地方的删除和插入。

deque: deque是一个double-ended queue,它具有以下两个特点:它支持[]操作符,也就是支持随即存取,并且和vector的效率相差无几,它支持在两端的操作:push_back,push_front,pop_back,pop_front等,并且在两端操作上与list的效率也差不多。


在实际使用时,如何选择这三个容器中哪一个,应根据你的需要而定,具体可以遵循下面的原则:
1. 如果你需要高效的随即存取,而不在乎插入和删除的效率,使用vector
2. 如果你需要大量的插入和删除,而不关心随即存取,则应使用list
3. 如果你需要随即存取,而且关心两端数据的插入和删除,则应使用deque。


2.list中常用的函数

2.1list中的构造函数:

list() 声明一个空列表;

list(n) 声明一个有n个元素的列表,每个元素都是由其默认构造函数T()构造出来的

list(n,val) 声明一个由n个元素的列表,每个元素都是由其复制构造函数T(val)得来的

list(n,val) 声明一个和上面一样的列表

list(first,last) 声明一个列表,其元素的初始值来源于由区间所指定的序列中的元素




list<T> lstT;//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。
3.6.4.2 list数据元素插入和删除操作
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。

3.6.4.3 list大小操作
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。

3.6.4.4 list赋值操作
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。
3.6.4.5 list数据的存取
front();//返回第一个元素。
back();//返回最后一个元素。



reverse();//反转链表,比如lst包含1,3,5元素,运行此方法后,lst就包含5,3,1元素。
sort(); //list排序





        //正序遍历
[C++] 纯文本查看 复制代码
	for (list<int>::iterator it = L1.begin(); it != L1.end();it++)
	{
		cout << *it << endl;
	}

        //逆序遍历
[C++] 纯文本查看 复制代码
	for (list<int>::reverse_iterator it = L1.rbegin(); it != L1.rend();it++)
	{
		cout << *it << endl;
	}





思考:list是不支持随机访问的双向容器.按照惯例,不支持随机访问的迭代器,内部会提供对应的方法.所以这里使用全局sort()算法时,会报错,list中将该排序算法封装成成员.使用时也应该用成员形式去使用.
列如
[C] 纯文本查看 复制代码
list<int >a;
a.sort();


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