不使用容器化技术

C++序列式容器list的用法

本文主要介绍list的基本定义和基本使用，以及优缺点。

1. 什么是序列式容器？（线性表-数组）
2. list 相比于其它容器有什么优点？
3. list的基本使用。

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文章目录

• C++序列式容器list的用法
• 一、序列式容器和list是什么？
• 二、使用步骤

• 1.测试一（添加元素和排序）：
• 2.测试二（删除操作）

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一、序列式容器和list是什么？

1. 序列式容器：
所谓序列容器，即以线性排列（类似普通数组的存储方式）来存储某一指定类型（例如 int、double 等）的数据，也可以说是数据结构中的线性表。

该类容器并不会自动对存储的元素按照值的大小进行排序。

2. list 的基本定义：

• list（链表容器）：是一个长度可变的、由 T 类型元素组成的序列
• 它以双向链表的形式组织元素，在这个序列的任何地方都可以高效地增加或删除元素（时间复杂度都为常数阶 O(1))，不需要前移或者后移。

这里是因为插入一个数据，这里做一个简单的例子：a b d，其中这三个节点都有自己的头指针和尾指针。
这里想在节点：b和节点：d之间插入节点：c
只需要把b的尾指针指向c、d的头指针指向c、c的头指针指向b、c的尾指针指向d。

访问容器中任意元素的速度要比前三种容器慢，时间复杂度为O(n)。

这是因为 list<T>必须从第一个元素或最后一个元素开始访问，需要沿着链表移动，直到到达想要的元素。

3. list相比array、vector 和 dequelist容器的优点和缺点：
优点：

• 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)）。
• list 容器中移动元素，也比其它容器的效率高。

缺点：

• 不能够直接通过位置直接访问元素（通过下标去访问元素）。

这里的优缺点可以通过上面list的基本定义去理解。

二、使用步骤

list基本函数汇总如下表格：

begin()	返回指向容器中第一个元素的双向迭代器。
end()	返回指向容器中第一个元素的双向迭代器。
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。

1.测试一（添加元素和排序）：

代码如下（示例）：

#include <list>
#include <iostream>
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;
}

运行截图：

2.测试二（删除操作）

代码如下（示例）：

#include <list>
#include <iostream>
using namespace std;
int main()
{
	//声明对象
	list<int> elems;
	//向链表的最后放入元素
	elems.push_back(8);
	elems.push_back(5);
	//向链表的前端放入元素
	elems.push_front(2);
	// 2  8  5
	//使用foreach循环，遍历容器，遍历的是list 
	for (int a : elems)
	{
		cout << "元素：" << a << endl;
		//输出 2 8 5
	}
	cout << "删除首位元素后" << endl;
	//删除元素
	elems.erase(elems.begin());
	//定义了一个迭代器
	list<int>::iterator iter;
	//  8 5
	//使用迭代器循环，遍历容器，遍历的是list
	for (iter = elems.begin(); iter != elems.end(); iter++)
	{
		cout << "元素：" << *iter << endl;
		// 8 5 
	}

	if (!elems.empty())
	{
		cout << "elems 不为空" << endl;
	}

	cout << "elems 的长度为：" << elems.size() << endl;
	
    return 0;
    
}

运行截图：

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