C++之list

zzzyyy538

611人浏览 · 2025-11-17 22:37:14

zzzyyy538 · 2025-11-17 22:37:14 发布

欢迎来到Deven的代码之路！

1.2.2 list iterator的使用

1.2.3 list capacity

1.2.4 list element access

1.list的介绍及使用

1.1 list的介绍

1.2 list的使用

1.2.1 list的构造

构造函数	接口说明
list(size_type n,const value_type& val=value_type())	构造的list中包含n个值为val的元素
list()	构造空的list
list(const list& x)	拷贝构造函数
list(InputIterator first,InputIterator last)	用(first,last)区间中的元素构造list

1.2.2 list iterator的使用

可以将迭代器理解成一个指针，该指针指向list中的某个节点。

函数声明	接口说明
begin+end	返回第一个元素的迭代器+返回最后一个元素下一个位置的迭代器
rbegin+rend	返回第一个元素的reverse_iterator，即end位置，返回最后一个元素下一个位置的reverse_iterator，即begin位置

【注意】

begin与end为正向迭代器，对迭代器执行++操作，迭代器向后移动
rbegin(end)与rend(begin)为反向迭代器，对迭代器执行++操作，迭代器向前移动

1.2.3 list capacity

函数声明	接口说明
empty	检测list是否为空，是返回true，否则返回false
size	返回list中有效节点的个数

1.2.4 list element access

函数声明	接口说明
front	返回list的第一个节点中值的引用
back	返回list的最后一个节点中值的引用

1.2.5 list modifiers

函数声明	接口说明
push_front	在list首元素前插入值为val的元素
pop_front	删除list中第一个元素
push_back	在list尾部插入值为val的元素
pop_back	删除list中最后一个元素
insert	在list position 位置中插入值为val的元素
erase	删除list position位置的元素
swap	交换两个list中的元素
clear	清空list中的有效元素

1.2.3 list的迭代器失效

迭代器失效即迭代器所指向的节点的无效，即该节点被删除了。因为list的底层结构为带头结点的双向循环链表，因此在list中进行插入时是不会导致list的迭代器失效的，只有在删除时才会失效，并且失效的只是指向被删除节点的迭代器，其他迭代器不会受到影响。

void TestListIterator1()
{
     int array[]={1,2,3,4,5,6,7,8,9,0};
     list<int> l(array,array+sizeof(array)/sizeof(array[0]));
     auto it=l.begin();
     while(it != l.end())
     {
        // erase()函数执行后，it所指向的节点已被删除，因此it无效，在下一次使用it时，必须先给
其赋值
        l.erase(it);
        ++it;
     }
}

//改正
void TestListIterator()
{
int array[] = { 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 0 };
  list<int> l(array, array+sizeof(array)/sizeof(array[0]));
  auto it = l.begin();
  while (it != l.end())
 {
  l.erase(it++);   // it = l.erase(it);
 }
}

2. list的模拟实现

2.1 list的反向迭代器

通过前面例子知道，反向迭代器的++就是正向迭代器的--，反向迭代器的--就是正向迭代器的++，
因此反向迭代器的实现可以借助正向迭代器，即：反向迭代器内部可以包含一个正向迭代器，对
正向迭代器的接口进行包装即可。

template<class Iterator>
class ReverseListIterator
{
// 注意：此处typename的作用是明确告诉编译器，Ref是Iterator类中的类型，而不是静态
成员变量
// 否则编译器编译时就不知道Ref是Iterator中的类型还是静态成员变量
// 因为静态成员变量也是按照 类名::静态成员变量名 的方式访问的
public:
typedef typename Iterator::Ref Ref;
typedef typename Iterator::Ptr Ptr;
typedef ReverseListIterator<Iterator> Self;
public:
//////////////////////////////////////////////
// 构造
ReverseListIterator(Iterator it): _it(it){}
//////////////////////////////////////////////
// 具有指针类似行为
Ref operator*(){
Iterator temp(_it);
--temp;
return *temp;
}
Ptr operator->(){   return &(operator*());}
//////////////////////////////////////////////
// 迭代器支持移动
Self& operator++(){
--_it;
return *this;
}
Self operator++(int){
Self temp(*this);
--_it;
return temp;
}
Self& operator--(){
++_it;
return *this;
}
Self operator--(int)
{
Self temp(*this);
++_it;
return temp;
}
//////////////////////////////////////////////
// 迭代器支持比较
bool operator!=(const Self& l)const{ return _it != l._it;}
bool operator==(const Self& l)const{ return _it != l._it;}
Iterator _it;
};

3. list与vector的对比

	vector	list
底层结构	动态顺序表，一段连续空间	带头结点的双向循环链表
随机访问	支持随机访问，访问某个元素效率O(1)	不支持随机访问，访问某个元素效率O(N)
插入和删除	任意位置插入和删除效率低，需要搬移元素，时间复杂度为O(N)，插入时有可能需要增容，增容：开辟新空间，拷贝元素，释放旧空间，导致效率更低	任意位置插入和删除效率高，不需要搬移元素，时间复杂度为O(1)
空间利用率	底层为连续空间，不容易造成内存碎片，空间利用率高，缓存利用率高	底层节点动态开辟，小节点容易造成内存碎片，空间利用率低，缓存利用率低
迭代器	原生态指针	对原生态指针(节点指针)进行封装
迭代器失效	在插入元素时，要给所有的迭代器重新赋值，因为插入元素有可能会导致重新扩容，致使原来迭代器失效，删除时，当前迭代器需要重新赋值否则会失效	插入元素不会导致迭代器失效，删除元素时，只会导致当前迭代器失效，其他迭代器不受影响
使用场景	需要高效存储，支持随机访问，不关心插入删除效率	大量插入和删除操作，不关心随机访问