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✨博客主页何曾参静谧的博客文章专栏「C/C」C/C程序设计全部专栏「VS」Visual Studio「C/C」C/C程序设计「UG/NX」BlockUI集合「Win」Windows程序设计「DSA」数据结构与算法「UG/NX」NX二次开发「QT」QT5程序设计「File」数据文件格式「PK」Parasolid函数说明 目录 std::list容器详解1. 容器说明2. 引用头文件3. 函数构造与对象初始化4. 元素访问5. 迭代器6. 容器修改器7. 元素比较8.反转\排序\交换总结与场景应用 std::list容器详解 上图截取自C黑马课程
1. 容器说明
std::list是C标准模板库STL中的一种双向链表容器属于顺序容器的一种。与std::vector和std::deque等容器不同std::list在插入和删除操作上具有显著优势特别是在容器的中间部分。std::list的每个元素包含指向前一个元素和后一个元素的指针这使得在链表的任意位置进行插入和删除操作的时间复杂度为O(1)。然而std::list不支持随机访问访问某个位置的元素需要O(n)时间。
2. 引用头文件
在使用std::list之前必须包含对应的头文件
#include list3. 函数构造与对象初始化
std::list提供了多种构造函数来初始化对象包括默认构造函数、拷贝构造函数、赋值构造函数、初始化列表构造函数、迭代器范围构造函数、大小和值构造函数以及移动构造函数等。
默认构造函数创建一个空的list容器。拷贝构造函数用另一个list容器来初始化一个新的list容器。赋值构造函数通过赋值运算符从一个list容器创建另一个list容器。初始化列表构造函数使用初始化列表来初始化list容器。迭代器范围构造函数使用两个迭代器指向容器或其他序列的起始和结束位置来初始化list容器。大小和值构造函数使用指定的大小和值来初始化list容器。移动构造函数C11开始支持从另一个list容器移动元素来初始化新的list容器。
示例代码
#include list
#include iostreamint main() {// 默认构造函数std::listint lst1;// 初始化列表构造函数std::listint lst2 {1, 2, 3, 4, 5};// 大小和值构造函数std::listint lst3(5, 10);// 拷贝构造函数std::listint lst4(lst2);// 输出list元素for (int elem : lst4) {std::cout elem ;}std::cout std::endl;return 0;
}4. 元素访问 std::list不支持通过下标随机访问元素只能通过迭代器进行访问。访问某个位置的元素需要从头或尾开始遍历链表。
#include list
#include iostreamint main() {std::listint lst {1, 2, 3, 4, 5};std::cout lst.front() std::endl; // 输出1std::cout lst.back() std::endl; // 输出5return 0;
}5. 迭代器 std::list的迭代器可以双向移动支持向前和向后遍历链表。迭代器的稳定性使得在插入和删除操作时除了被删除的迭代器外其余迭代器仍然有效。
#include list
#include iostreamint main() {std::listint lst {1, 2, 3, 4, 5};// 使用迭代器访问元素for (auto it lst.begin(); it ! lst.end(); it) {std::cout *it ;}std::cout std::endl;return 0;
}6. 容器修改器 std::list提供了多种成员函数来修改容器包括添加元素push_back、push_front、删除元素pop_back、pop_front、插入元素insert、删除指定位置的元素erase、合并和拼接merge、splice、移除元素remove、remove_if、排序sort等。
示例代码
#include list
#include iostreamint main() {std::listint lst {1, 2, 3, 4, 5};// 在末尾添加元素lst.push_back(6);// 在前面添加元素lst.push_front(0);// 删除末尾元素lst.pop_back();// 删除前面元素lst.pop_front();// 插入元素auto it lst.begin();it; // 移动到第二个位置lst.insert(it, 10); // 在第二个位置插入10// 删除指定位置的元素it lst.begin();it; // 移动到第二个位置lst.erase(it); // 删除第二个位置的元素// 输出修改后的list元素for (const auto elem : lst) {std::cout elem ;}std::cout std::endl;return 0;
}7. 元素比较 std::list的元素比较通常通过迭代器来实现可以使用标准库中的算法函数如std::equal来比较两个list容器是否相等或具有相同的元素顺序。
8.反转\排序\交换
#include list
#include iostream
using namespace std;void printList(const listint L) {for (listint::const_iterator it L.begin(); it ! L.end(); it) {cout *it ;}cout endl;
}
int main()
{listint l {90,20,30,40,50};//反转容器的元素l.reverse();printList(l); // 50 40 30 20 90 //排序l.sort(); //默认的排序规则 从小到大printList(l); // 20 30 40 50 90 listint l2 {10,30,50,70,90};l.swap(l2);printList(l); // 10 30 50 70 90
}总结与场景应用
std::list容器具有动态大小、高效插入删除、内存分配灵活和双向遍历等优点但访问元素速度较慢且内存开销较大。因此std::list适用于需要在两端频繁插入和删除元素的场景如排序算法中维护活跃连接列表、实现某种内存池或对象池等。同时std::list也适用于处理大小动态变化的集合和需要双向遍历的场景。
通过合理的使用std::list容器可以显著提高程序的灵活性和效率特别是在需要频繁修改容器内容的场景中。
