摘要
C++ 标准库中的 `std::list` 是一种双向链表容器，它允许在常数时间内进行插入和删除操作，每个元素包含一个指向前一个和后一个元素的指针。这给我们开发提供了高效的插入和删除操作。
引入头文件
要使用 `std::list`，需要包含头文件 `<list>`：
#include <list>
创建和初始化
#include <iostream>
#include <list>
int main() {
std::list<int> l1; // 默认构造函数
std::list<int> l2(5, 10); // 创建包含 5 个值为 10 的元素的列表
std::list<int> l3 = {1, 2, 3, 4, 5, 6}; // 列表初始化
// 输出列表 l3 的内容
for (int n : l3) {
std::cout << n << ' ';
}
std::cout << std::endl;
return 0;
}
常用方法和操作
1. 插入和删除元素
#include <iostream>
#include <list>
int main() {
std::list<int> l = {1, 2, 3, 4, 5, 6};
// 在末尾添加元素
l.push_back(6);
// 在开头添加元素
l.push_front(0);
// 在第三个位置插入元素
auto it = l.begin();
std::advance(it, 3); // 前进 3 个位置
l.insert(it, 99);
// 删除开头的元素
l.pop_front();
// 删除末尾的元素
l.pop_back();
// 删除特定位置的元素
it = l.begin();
std::advance(it, 2); // 前进 2 个位置
l.erase(it);
// 输出列表 l 的内容
for (int n : l) {
std::cout << n << ' ';
}
std::cout << std::endl;
return 0;
}
2. 访问元素
`std::list` 不支持随机访问（即不支持 `operator[]`），但是可以使用迭代器遍历和访问元素：
#include <iostream>
#include <list>
int main() {
std::list<int> l = {1, 2, 3, 4, 5, 6};
// 使用迭代器遍历
for (auto it = l.begin(); it != l.end(); ++it) {
std::cout << *it << ' ';
}
std::cout << std::endl;
// 使用范围 for 循环遍历
for (int n : l) {
std::cout << n << ' ';
}
std::cout << std::endl;
return 0;
}
3. 反向遍历
#include <iostream>
#include <list>
int main() {
std::list<int> l = {1, 2, 3, 4, 5, 6};
// 反向遍历
for (auto it = l.rbegin(); it != l.rend(); ++it) {
std::cout << *it << ' ';
}
std::cout << std::endl;
return 0;
}
4. 其它用法
#include <iostream>
#include <list>
int main() {
std::list<int> l = {1, 2, 3, 4, 5, 6};
// 获取列表大小
std::cout << "Size: " << l.size() << std::endl;
// 检查是否为空
if (l.empty()) {
std::cout << "List is empty" << std::endl;
} else {
std::cout << "List is not empty" << std::endl;
}
// 清空列表
l.clear();
std::cout << "Size after clear: " << l.size() << std::endl;
return 0;
}
进阶使用技巧
1. 合并和排序
#include <iostream>
#include <list>
int main() {
std::list<int> l1 = {1, 3, 5, 7};
std::list<int> l2 = {2, 4, 6, 8};
// 合并两个已排序的列表
l1.merge(l2);
// 排序
l1.sort();
// 反转
l1.reverse();
// 输出列表 l1 的内容
for (int n : l1) {
std::cout << n << ' ';
}
std::cout << std::endl;
return 0;
}
2. 去重
#include <iostream>
#include <list>
int main() {
std::list<int> l = {1, 2, 2, 3, 3, 3, 4, 5};
// 必须先排序，然后去重
l.sort();
l.unique();
// 输出去重后的列表 l 的内容
for (int n : l) {
std::cout << n << ' ';
}
std::cout << std::endl;
return 0;
}
自定义比较函数
在 `sort`、`merge` 等方法中，可以传递自定义比较函数：
#include <iostream>
#include <list>
bool customCompare(int a, int b) {
return a > b; // 降序排列
}
int main() {
std::list<int> l = {1, 3, 2, 5, 4};
// 使用自定义比较函数排序
l.sort(customCompare);
// 输出排序后的列表 l 的内容
for (int n : l) {
std::cout << n << ' ';
}
std::cout << std::endl;
return 0;
}
总结
`std::list` 是 C++ 标准库中功能强大且灵活的双向链表容器，适用于需要频繁插入和删除操作的场景。在我们实际开发中，根据项目的具体需求选择合适的容器，比如‘std::forward_list’等，可以显著提高代码性能和可维护性。
