C++ list STL list 容器完全攻略非常详细

发布时间：2022-07-15 11:17 所属栏目：51 来源：互联网

导读：STL list 容器，又称双向链表容器，即该容器的底层是以双向链表的形式实现的。这意味着，list 容器中的元素可以分散存储在内存空间里，而不是必须存储在一整块连续的内存空间中。可以看到，list 容器中各个元素的前后顺序是靠指针来维系的，每个元素都配备

　　STL list 容器，又称双向链表容器，即该容器的底层是以双向链表的形式实现的。这意味着，list 容器中的元素可以分散存储在内存空间里，而不是必须存储在一整块连续的内存空间中。

　　可以看到，list 容器中各个元素的前后顺序是靠指针来维系的，每个元素都配备了 2 个指针，分别指向它的前一个元素和后一个元素。其中第一个元素的前向指针总为 null，因为它前面没有元素；同样，尾部元素的后向指针也总为 null。

　　基于这样的存储结构，list 容器具有一些其它容器（array、vector 和 deque）所不具备的优势，即它可以在序列已知的任何位置快速插入或删除元素（时间复杂度为O(1)）。并且在 list 容器中移动元素，也比其它容器的效率高。

　　使用 list 容器的缺点是，它不能像 array 和 vector 那样，通过位置直接访问元素。举个例子，如果要访问 list 容器中的第 6 个元素，它不支持容器对象名[6]这种语法格式，正确的做法是从容器中第一个元素或最后一个元素开始遍历容器，直到找到该位置。
　　实际场景中，如何需要对序列进行大量添加或删除元素的操作，而直接访问元素的需求却很少，这种情况建议使用 list 容器存储序列。

　　list 容器以模板类 list<T>（T 为存储元素的类型）的形式在<list>头文件中，并位于 std 命名空间中。因此，在使用该容器之前，代码中需要包含下面两行代码：
　　#include <list>
　　using namespace std;
　　注意，std 命名空间也可以在使用 list 容器时额外注明，两种方式都可以。

　　list容器的创建
　　根据不同的使用场景，有以下 5 种创建 list 容器的方式供选择。

　　1) 创建一个没有任何元素的空 list 容器：
　　std::list<int> values;
　　和空 array 容器不同，空的 list 容器在创建之后仍可以添加元素，因此创建 list 容器的方式很常用。

　　2) 创建一个包含 n 个元素的 list 容器：
　　std::list<int> values(10);
　　通过此方式创建 values 容器，其中包含 10 个元素，每个元素的值都为相应类型的默认值（int类型的默认值为 0）。

　　3) 创建一个包含 n 个元素的 list 容器，并为每个元素指定初始值。例如：
　　std::list<int> values(10, 5);
　　如此就创建了一个包含 10 个元素并且值都为 5 个 values 容器。

　　4) 在已有 list 容器的情况下，通过拷贝该容器可以创建新的 list 容器。例如：
　　std::list<int> value1(10);
　　std::list<int> value2(value1);
　　注意，采用此方式，必须保证新旧容器存储的元素类型一致。

　　5) 通过拷贝其他类型容器（或者普通数组）中指定区域内的元素，可以创建新的 list 容器。例如：
　　//拷贝普通数组，创建list容器
　　int a[] = { 1,2,3,4,5 };
　　std::list<int> values(a, a+5);
　　//拷贝其它类型的容器，创建 list 容器
　　std::array<int, 5>arr{ 11,12,13,14,15 };
　　std::list<int>values(arr.begin()+2, arr.end());//拷贝arr容器中的{13,14,15}
　　list容器可用的成员函数
　　表 2 中罗列出了 list 模板类提供的所有成员函数以及各自的功能。

　　表 2 list 容器可用的成员函数
　　成员函数功能
　　begin() 返回指向容器中第一个元素的双向迭代器。
　　end() 返回指向容器中最后一个元素所在位置的下一个位置的双向迭代器。
　　rbegin() 返回指向最后一个元素的反向双向迭代器。
　　rend() 返回指向第一个元素所在位置前一个位置的反向双向迭代器。
　　cbegin() 和 begin() 功能相同，只不过在其基础上，增加了 const 属性，不能用于修改元素。
　　cend() 和 end() 功能相同，只不过在其基础上，增加了 const 属性，不能用于修改元素。
　　crbegin() 和 rbegin() 功能相同，只不过在其基础上，增加了 const 属性，不能用于修改元素。
　　crend() 和 rend() 功能相同，只不过在其基础上，增加了 const 属性，不能用于修改元素。
　　empty() 判断容器中是否有元素，若无元素，则返回 true；反之，返回 false。
　　size() 返回当前容器实际包含的元素个数。
　　max_size() 返回容器所能包含元素个数的最大值。这通常是一个很大的值，一般是 232-1，所以我们很少会用到这个函数。
　　front() 返回第一个元素的引用。
　　back() 返回最后一个元素的引用。
　　assign() 用新元素替换容器中原有内容。
　　emplace_front() 在容器头部生成一个元素。该函数和 push_front() 的功能相同，但效率更高。
　　push_front() 在容器头部插入一个元素。
　　pop_front() 删除容器头部的一个元素。
　　emplace_back() 在容器尾部直接生成一个元素。该函数和 push_back() 的功能相同，但效率更高。
　　push_back() 在容器尾部插入一个元素。
　　pop_back() 删除容器尾部的一个元素。
　　emplace() 在容器中的指定位置插入元素。该函数和 insert() 功能相同，但效率更高。
　　insert() 在容器中的指定位置插入元素。
　　erase() 删除容器中一个或某区域内的元素。
　　swap() 交换两个容器中的元素，必须保证这两个容器中存储的元素类型是相同的。
　　resize() 调整容器的大小。
　　clear() 删除容器存储的所有元素。
　　splice() 将一个 list 容器中的元素插入到另一个容器的指定位置。
　　remove(val) 删除容器中所有等于 val 的元素。
　　remove_if() 删除容器中满足条件的元素。
　　unique() 删除容器中相邻的重复元素，只保留一个。
　　merge() 合并两个事先已排好序的 list 容器，并且合并之后的 list 容器依然是有序的。
　　sort() 通过更改容器中元素的位置，将它们进行排序。
　　reverse() 反转容器中元素的顺序。
　　除此之外，C++ 11 标准库还新增加了 begin() 和 end() 这 2 个函数，和 list 容器包含的 begin() 和 end() 成员函数不同，标准库提供的这 2 个函数的操作对象，既可以是容器，还可以是普通数组。当操作对象是容器时，它和容器包含的 begin() 和 end() 成员函数的功能完全相同；如果操作对象是普通数组，则 begin() 函数返回的是指向数组第一个元素的指针，同样 end() 返回指向数组中最后一个元素之后一个位置的指针（注意不是最后一个元素）。

　　list 容器还有一个std::swap(x , y)非成员函数（其中 x 和 y 是存储相同类型元素的 list 容器），它和 swap() 成员函数的功能完全相同，仅使用语法上有差异。

　　如下代码演示了表 2 中部分成员函数的用法：
　　#include <iostream>
　　#include <list>
　　using namespace std;
　　int main()
　　{
　　    //创建空的 list 容器
　　    std::list<double> values;
　　    //向容器中添加元素
　　    values.push_back(3.1);
　　    values.push_back(2.2);
　　    values.push_back(2.9);
　　    cout << "values size：" << values.size() << endl;
　　    //对容器中的元素进行排序
　　    values.sort();
　　    //使用迭代器输出list容器中的元素
　　    for (std::list<double>::iterator it = values.begin(); it != values.end(); ++it) {
　　        std::cout << *it << " ";
　　    }
　　    return 0;
　　}
　　运行结果为：
　　values size：3
　　2.2 2.9 3.1

　　表 2 中这些成员函数的具体用法，后续学习用到时会具体讲解，感兴趣的读者，也可以通过查阅 STL手册做详细了解。

（编辑：ASP站长网）

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