C 6 list容器

基本概念

功能：将数据进行链式存储

链表是一种物理存储单元上非连续的存储结构，数据元素的逻辑顺序是通过链表中的指针链接实现的

链表的组成：链表由一系列结点组成

节点的组成：一个是存储数据元素的数据域，另一个是存储下一个结点地址的指针域

STL中的链表是一个双向循环链表

由于链表的存储方式并不是连续的内存空间，因此链表list中的迭代器支支持前移和后移，属于双向迭代器

list的优点：

• 采用动态存储分配，不会造成内存浪费和溢出
• 链表执行插入和删除操作十分方便，修改指针即可，不需要移动大量元素

list的缺点：

• 链表灵活，但是空间（指针域）和时间（遍历）额外耗费较大

List有一个重要的性质，插入操作和删除操作都不会造成原有list迭代器的失效，这在vector是不成立的

总结：STL中list和vector是两个最常被使用的容器，各有优缺点

构造函数

功能描述

• 创建list容器

函数原型

list<T> lst;			//list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

总结

list构造方式同其他几个STL常用容器，熟练掌握即可

Demo

#include<iostream>
#include<list>
using namespace std;
//list容器构造函数
void printList(const list<int>& L)
{
	for (list<int>::const_iterator it = L.begin(); it != L.end(); it++)
	{
		cout << *it << " ";
	}
	cout << endl;
}
void test01()
{
	//创建list容器
	list<int>L1;
	//添加数据
	L1.push_back(10);
	L1.push_back(20);
	L1.push_back(30);
	L1.push_back(40);
	//遍历容器
	printList(L1);
	//区间方式构造
	list<int>L2(L1.begin(), L1.end());
	printList(L2);
	//拷贝构造
	list<int>L3(L2);
	printList(L3);
	//n个elem
	list<int>L4(10, 1000);
	printList(L4);
}
int main()
{
	test01();
	system("pause");
	return 0;
}

运行结果

10 20 30 40
10 20 30 40
10 20 30 40
1000 1000 1000 1000 1000 1000 1000 1000 1000 1000

赋值和交换

功能描述

• 给list容器进行赋值，以及交换list容器

函数模型

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

总结：list赋值和交换操作能够灵活运用即可

Demo

#include<iostream>
#include<list>
using namespace std;
//list容器构造函数
void printList(const list<int>& L)
{
	for (list<int>::const_iterator it = L.begin(); it != L.end(); it++)
	{
		cout << *it << " ";
	}
	cout << endl;
}
void test01()
{
	list<int>L1;
	L1.push_back(10);
	L1.push_back(20);
	L1.push_back(30);
	L1.push_back(40);
	printList(L1);
	list<int>L2;
	L2 = L1;	//operator=赋值
	printList(L2);
	list<int>L3;
	L3.assign(L2.begin(), L2.end());
	printList(L3);
	list<int>L4;
	L4.assign(10, 100);
	printList(L4);
}
//交换
void test02()
{
	list<int>L1;
	L1.push_back(10);
	L1.push_back(20);
	L1.push_back(30);
	L1.push_back(40);
	list<int>L2;
	L2.assign(10, 100);
	cout << "交换前：" << endl;
	printList(L1);
	printList(L2);
	L1.swap(L2);
	cout << "交换后：" << endl;
	printList(L1);
	printList(L2);
}
int main()
{
	test01();
	test02();
	system("pause");
	return 0;
}

运行结果

10 20 30 40
10 20 30 40
10 20 30 40
100 100 100 100 100 100 100 100 100 100
交换前：
10 20 30 40
100 100 100 100 100 100 100 100 100 100
交换后：
100 100 100 100 100 100 100 100 100 100
10 20 30 40

大小操作

功能描述

• 对list容器的大小进行操作

函数原型

size();				//返回容器中元素的个数
empty();			//判断容器是否为空
resize();			//重新指定容器的长度尾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

总结

• 判断是否为空—empty
• 返回元素个数—size
• 重新指定个数—resize

Demo

#include<iostream>
#include<list>
using namespace std;
//list容器大小操作
void printList(const list<int>& L)
{
	for (list<int>::const_iterator it = L.begin(); it != L.end(); it++)
	{
		cout << *it << " ";
	}
	cout << endl;
}
void test01()
{
	list<int>L1;
	L1.push_back(10);
	L1.push_back(20);
	L1.push_back(30);
	L1.push_back(40);
	printList(L1);
	//判断容器是否为空
	if (L1.empty())
	{
		cout << "L1为空" << endl;
	}
	else
	{
		cout << "L1不为空" << endl;
		cout << "L1的元素个数为：" << L1.size() << endl;
	}
	//重新指定大小
	L1.resize(10, 10000);
	printList(L1);
	L1.resize(2);
	printList(L1);
}
int main()
{
	test01();
	system("pause");
	return 0;
}

运行结果

10 20 30 40
L1不为空
L1的元素个数为：4
10 20 30 40 10000 10000 10000 10000 10000 10000
10 20

插入和删除

功能描述

• 对list容器进行数据的插入和删除

函数原型

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位置插入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

总结

• 尾插—push_back
• 尾删—pop_back
• 头插—push_front
• 头删—pop_front
• 插入—insert
• 删除—erase
• 移除—remove
• 清空—clear

Demo

#include<iostream>
#include<list>
using namespace std;
//list容器插入和删除
void printList(const list<int>& L)
{
	for (list<int>::const_iterator it = L.begin(); it != L.end(); it++)
	{
		cout << *it << " ";
	}
	cout << endl;
}
void test01()
{
	list<int>L;
	//尾插
	L.push_back(10);
	L.push_back(20);
	L.push_back(30);
	//头插
	L.push_front(100);
	L.push_front(200);
	L.push_front(300);
	//300 200 100 10 20 30
	printList(L);
	//尾删
	L.pop_back();
	//300 200 100 10 20
	printList(L);
	//头删
	L.pop_front();
	//200 100 10 20
	printList(L);
	//insert插入
	list<int>::iterator it = L.begin();
	L.insert(++it, 1000);
	//200 1000 100 10 20
	printList(L);
	//删除
	it = L.begin();
	L.erase(++it);
	//200 100 10 20
	printList(L);
	//移除
	L.push_back(10000);
	L.push_back(10000);
	L.push_back(10000);
	L.push_back(10000);
	printList(L);
	L.remove(10000);
	printList(L);
	//清空
	L.clear();
	printList(L);
}
int main()
{
	test01();
	system("pause");
	return 0;
}

运行结果

300 200 100 10 20 30
300 200 100 10 20
200 100 10 20
200 1000 100 10 20
200 100 10 20
200 100 10 20 10000 10000 10000 10000
200 100 10 20

数据存取

功能描述

• 对list容器中数据进行存取

函数原型

front();	//返回第一个元素
back();		//返回最后一个元素

总结

• list容器中不可以通过[]或者at方式访问数据
• 返回第一个元素—front
• 返回最后一个元素—back

Demo

#include<iostream>
#include<list>
using namespace std;
//list容器 数据存取
void test01()
{
	list<int>L1;
	L1.push_back(10);
	L1.push_back(20);
	L1.push_back(30);
	L1.push_back(40);
	//L1[0];	//不可以用[]访问list容器中的元素
	//L1.at(0);	//不可以用at方式访问list容器中的元素
	//原因是list本质链表，不是用连续线性空间存储数据，迭代器也是不支持随机访问的
	cout << "第一个元素为：" << L1.front() << endl;
	cout << "最后一个元素为：" << L1.back() << endl;
	//验证迭代器是不支持随机访问的
	list<int>::iterator it = L1.begin();
	it++;	//支持双向
	it--;
	//it = it + 1;	//不支持随机访问
}
int main()
{
	test01();
	system("pause");
	return 0;
}

运行结果

第一个元素为：10
最后一个元素为：40

反转和排序

功能描述

• 将容器中的元素反转，以及将容器中的数据进行排序

函数原型

reverse();	//反转链表
sort();		//链表排序

总结

• 反转—reverse
• 排序—sort（成员函数）

Demo

#include<iostream>
#include<list>
using namespace std;
//list容器反转和排序
void printList(const list<int>& L)
{
	for (list<int>::const_iterator it = L.begin(); it != L.end(); it++)
	{
		cout << *it << " ";
	}
	cout << endl;
}
void test01()
{
	//反转
	list<int>L1;
	L1.push_back(20);
	L1.push_back(10);
	L1.push_back(50);
	L1.push_back(40);
	L1.push_back(30);
	cout << "反转前：" << endl;
	printList(L1);
	//反转
	L1.reverse();
	cout << "反转后：" << endl;
	printList(L1);
}
bool myCompare(int v1, int v2)
{
	//降序 就让第一个数>第二个数
	return v1 > v2;
}
//排序
void test02()
{
	list<int>L1;
	L1.push_back(20);
	L1.push_back(10);
	L1.push_back(50);
	L1.push_back(40);
	L1.push_back(30);
	//排序
	cout << "排序前：" << endl;
	printList(L1);
	//所有不支持随机访问迭代器的容器，不可以用标准算法
	//不支持随机访问迭代器的容器，内部会提供对应一些算法
	//sort(L1.begin(), L1.end());
	L1.sort();	//默认排序规则 从小到大 升序
	cout << "排序后：" << endl;
	printList(L1);
	L1.sort(myCompare);
	printList(L1);
}
int main()
{
	test01();
	test02();
	system("pause");
	return 0;
}

运行结果

反转前：
20 10 50 40 30
反转后：
30 40 50 10 20
排序前：
20 10 50 40 30
排序后：
10 20 30 40 50
50 40 30 20 10

排序案例

案例描述：将Person自定义数据类型进行排序，Person中属性有姓名、年龄、身高

排序规则：按照年龄进行升序，如果年龄相同按照身高进行降序

总结

• 对于自定义数据类型，必须要指定排序规则，否则编译器不知道如何进行排序
• 高级排序只是在排序规则上再进行一次逻辑规则判定，并不复杂

Demo

#include<iostream>
#include<list>
using namespace std;
//list容器 排序案例 对于自定义数据类型类型 做排序
//按照年龄进行升序，如果年龄相同按照身高进行降序
class Person
{
public:
	Person(string name, int age, int height)
	{
		this->m_Name = name;
		this->m_Age = age;
		this->m_Height = height;
	}
	string m_Name;	//姓名
	int m_Age;		//年龄
	int m_Height;	//身高
};
//指定排序规则
bool myCompare(Person &p1,Person &p2)
{
	//按照年龄 升序
	if (p1.m_Age == p2.m_Age)
	{
		//年龄相同 按照身高降序
		return p1.m_Height > p2.m_Height;
	}
	else
	{
		return p1.m_Age < p2.m_Age;
	}
}
void test01()
{
	list<Person>L;	//创建容器
	//准备数据
	Person p1("刘备", 35, 175);
	Person p2("曹操", 45, 180);
	Person p3("孙权", 40, 170);
	Person p4("赵云", 25, 190);
	Person p5("张飞", 35, 160);
	Person p6("关羽", 35, 200);
	//插入数据
	L.push_back(p1);
	L.push_back(p2);
	L.push_back(p3);
	L.push_back(p4);
	L.push_back(p5);
	L.push_back(p6);
	for (list<Person>::iterator it = L.begin(); it != L.end(); it++)
	{
		cout << "姓名：" << (*it).m_Name << " 年龄：" << it->m_Age << " 身高：" << it->m_Height << endl;
	}
	//排序
	cout << "-----------------------------" << endl;
	cout << "排序后：" << endl;
	L.sort(myCompare);
	for (list<Person>::iterator it = L.begin(); it != L.end(); it++)
	{
		cout << "姓名：" << (*it).m_Name << " 年龄：" << it->m_Age << " 身高：" << it->m_Height << endl;
	}
}
int main()
{
	test01();
	system("pause");
	return 0;
}

运行结果

姓名：刘备 年龄：35 身高：175
姓名：曹操 年龄：45 身高：180
姓名：孙权 年龄：40 身高：170
姓名：赵云 年龄：25 身高：190
姓名：张飞 年龄：35 身高：160
姓名：关羽 年龄：35 身高：200
-----------------------------
排序后：
姓名：赵云 年龄：25 身高：190
姓名：关羽 年龄：35 身高：200
姓名：刘备 年龄：35 身高：175
姓名：张飞 年龄：35 身高：160
姓名：孙权 年龄：40 身高：170
姓名：曹操 年龄：45 身高：180