3.7 list容器

3.7.1 list基本概念

功能：将数据进行链式存储
链表（list）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
结点的组成：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中的迭代器只支持前移和后移，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

3.7.2 list构造函数

功能描述：

  • 创建list容器

函数原型：

  • list lst; //list采用采用模板类实现,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。

示例：

  1. #include <list>
  3. void printList(const list<int>& L) {
  5.     for (list<int>::const_iterator it = L.begin(); it != L.end(); it++) {
  6.         cout << *it << " ";
  7.     }
  8.     cout << endl;
  9. }
  11. void test01()
  12. {
  13.     list<int>L1;
  14.     L1.push_back(10);
  15.     L1.push_back(20);
  16.     L1.push_back(30);
  17.     L1.push_back(40);
  19.     printList(L1);
  21.     list<int>L2(L1.begin(),L1.end());
  22.     printList(L2);
  24.     list<int>L3(L2);
  25.     printList(L3);
  27.     list<int>L4(10, 1000);
  28.     printList(L4);
  29. }
  31. int main() {
  33.     test01();
  35.     system("pause");
  37.     return 0;
  38. }

总结：list构造方式同其他几个STL常用容器，熟练掌握即可

3.7.3 list 赋值和交换

功能描述：

  • 给list容器进行赋值，以及交换list容器

函数原型：

  • 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。

示例：

  1. #include <list>
  3. void printList(const list<int>& L) {
  5.     for (list<int>::const_iterator it = L.begin(); it != L.end(); it++) {
  6.         cout << *it << " ";
  7.     }
  8.     cout << endl;
  9. }
  11. //赋值和交换
  12. void test01()
  13. {
  14.     list<int>L1;
  15.     L1.push_back(10);
  16.     L1.push_back(20);
  17.     L1.push_back(30);
  18.     L1.push_back(40);
  19.     printList(L1);
  21.     //赋值
  22.     list<int>L2;
  23.     L2 = L1;
  24.     printList(L2);
  26.     list<int>L3;
  27.     L3.assign(L2.begin(), L2.end());
  28.     printList(L3);
  30.     list<int>L4;
  31.     L4.assign(10, 100);
  32.     printList(L4);
  34. }
  36. //交换
  37. void test02()
  38. {
  40.     list<int>L1;
  41.     L1.push_back(10);
  42.     L1.push_back(20);
  43.     L1.push_back(30);
  44.     L1.push_back(40);
  46.     list<int>L2;
  47.     L2.assign(10, 100);
  49.     cout << "交换前： " << endl;
  50.     printList(L1);
  51.     printList(L2);
  53.     cout << endl;
  55.     L1.swap(L2);
  57.     cout << "交换后： " << endl;
  58.     printList(L1);
  59.     printList(L2);
  61. }
  63. int main() {
  65.     //test01();
  67.     test02();
  69.     system("pause");
  71.     return 0;
  72. }

总结：list赋值和交换操作能够灵活运用即可

3.7.4 list 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(num); //重新指定容器的长度为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。

示例：

  1. #include <list>
  3. void printList(const list<int>& L) {
  5.     for (list<int>::const_iterator it = L.begin(); it != L.end(); it++) {
  6.         cout << *it << " ";
  7.     }
  8.     cout << endl;
  9. }
  11. //大小操作
  12. void test01()
  13. {
  14.     list<int>L1;
  15.     L1.push_back(10);
  16.     L1.push_back(20);
  17.     L1.push_back(30);
  18.     L1.push_back(40);
  20.     if (L1.empty())
  21.     {
  22.         cout << "L1为空" << endl;
  23.     }
  24.     else
  25.     {
  26.         cout << "L1不为空" << endl;
  27.         cout << "L1的大小为： " << L1.size() << endl;
  28.     }
  30.     //重新指定大小
  31.     L1.resize(10);
  32.     printList(L1);
  34.     L1.resize(2);
  35.     printList(L1);
  36. }
  38. int main() {
  40.     test01();
  42.     system("pause");
  44.     return 0;
  45. }

总结：

  • 判断是否为空 —- empty
  • 返回元素个数 —- size

  • 重新指定个数 —- resize

    3.7.5 list 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。

示例：

  1. #include <list>
  3. void printList(const list<int>& L) {
  5.     for (list<int>::const_iterator it = L.begin(); it != L.end(); it++) {
  6.         cout << *it << " ";
  7.     }
  8.     cout << endl;
  9. }
  11. //插入和删除
  12. void test01()
  13. {
  14.     list<int> L;
  15.     //尾插
  16.     L.push_back(10);
  17.     L.push_back(20);
  18.     L.push_back(30);
  19.     //头插
  20.     L.push_front(100);
  21.     L.push_front(200);
  22.     L.push_front(300);
  24.     printList(L);
  26.     //尾删
  27.     L.pop_back();
  28.     printList(L);
  30.     //头删
  31.     L.pop_front();
  32.     printList(L);
  34.     //插入
  35.     list<int>::iterator it = L.begin();
  36.     L.insert(++it, 1000);
  37.     printList(L);
  39.     //删除
  40.     it = L.begin();
  41.     L.erase(++it);
  42.     printList(L);
  44.     //移除
  45.     L.push_back(10000);
  46.     L.push_back(10000);
  47.     L.push_back(10000);
  48.     printList(L);
  49.     L.remove(10000);
  50.     printList(L);
  52.     //清空
  53.     L.clear();
  54.     printList(L);
  55. }
  57. int main() {
  59.     test01();
  61.     system("pause");
  63.     return 0;
  64. }

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

    3.7.6 list 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。

示例：

  1. #include <list>
  3. //数据存取
  4. void test01()
  5. {
  6.     list<int>L1;
  7.     L1.push_back(10);
  8.     L1.push_back(20);
  9.     L1.push_back(30);
  10.     L1.push_back(40);
  13.     //cout << L1.at(0) << endl;//错误 不支持at访问数据
  14.     //cout << L1[0] << endl; //错误  不支持[]方式访问数据
  15.     cout << "第一个元素为： " << L1.front() << endl;
  16.     cout << "最后一个元素为： " << L1.back() << endl;
  18.     //list容器的迭代器是双向迭代器，不支持随机访问
  19.     list<int>::iterator it = L1.begin();
  20.     //it = it + 1;//错误，不可以跳跃访问，即使是+1
  21. }
  23. int main() {
  25.     test01();
  27.     system("pause");
  29.     return 0;
  30. }

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

    3.7.7 list 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

示例：

  1. void printList(const list<int>& L) {
  3.     for (list<int>::const_iterator it = L.begin(); it != L.end(); it++) {
  4.         cout << *it << " ";
  5.     }
  6.     cout << endl;
  7. }
  9. bool myCompare(int val1 , int val2)
  10. {
  11.     return val1 > val2;
  12. }
  14. //反转和排序
  15. void test01()
  16. {
  17.     list<int> L;
  18.     L.push_back(90);
  19.     L.push_back(30);
  20.     L.push_back(20);
  21.     L.push_back(70);
  22.     printList(L);
  24.     //反转容器的元素
  25.     L.reverse();
  26.     printList(L);
  28.     //排序
  29.     L.sort(); //默认的排序规则 从小到大
  30.     printList(L);
  32.     L.sort(myCompare); //指定规则，从大到小
  33.     printList(L);
  34. }
  36. int main() {
  38.     test01();
  40.     system("pause");
  42.     return 0;
  43. }

总结：

  • 反转 —- reverse
  • 排序 —- sort （成员函数）

    3.7.8 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
    示例： ```cpp

    include

    include

    class Person { public: Person(string name, int age , int height) {
    1.   m_Name = name;
    2.   m_Age = age;
    3.   m_Height = height;
    }

public: string m_Name; //姓名 int m_Age; //年龄 int m_Height; //身高 };

bool ComparePerson(Person& p1, Person& p2) {

  1. if (p1.m_Age == p2.m_Age) {
  2.     return p1.m_Height  > p2.m_Height;
  3. }
  4. else
  5. {
  6.     return  p1.m_Age < p2.m_Age;
  7. }

}

void test01() {

  1. list<Person> L;
  3. Person p1("刘备", 35 , 175);
  4. Person p2("曹操", 45 , 180);
  5. Person p3("孙权", 40 , 170);
  6. Person p4("赵云", 25 , 190);
  7. Person p5("张飞", 35 , 160);
  8. Person p6("关羽", 35 , 200);
  10. L.push_back(p1);
  11. L.push_back(p2);
  12. L.push_back(p3);
  13. L.push_back(p4);
  14. L.push_back(p5);
  15. L.push_back(p6);
  17. for (list<Person>::iterator it = L.begin(); it != L.end(); it++) {
  18.     cout << "姓名： " << it->m_Name << " 年龄： " << it->m_Age 
  19.           << " 身高： " << it->m_Height << endl;
  20. }
  22. cout << "---------------------------------" << endl;
  23. L.sort(ComparePerson); //排序
  25. for (list<Person>::iterator it = L.begin(); it != L.end(); it++) {
  26.     cout << "姓名： " << it->m_Name << " 年龄： " << it->m_Age 
  27.           << " 身高： " << it->m_Height << endl;
  28. }

}

int main() {

  1. test01();
  3. system("pause");
  5. return 0;

} ``` 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制定，并不复杂