【C++】不允许你还不会list

学习编程就得循环渐进,扎实基础,勿在浮沙筑高台  

 循环渐进Forward-CSDN博客


Hello,这里是kiki,今天继续更新C++部分,我们继续来扩充我们的知识面,我希望能努力把抽象繁多的知识讲的生动又通俗易懂~


目录

 循环渐进Forward-CSDN博客

 list的介绍及使用

list的使用

list iterator的使用

list capacity

list element access

list modifiers

list的迭代器失效

list与vector的对比


 list的介绍及使用

1. list是可以在常数范围内在任意位置进行插入和删除的序列式容器,并且该容器可以前后双向迭代

2. list的底层是双向链表结构,双向链表中每个元素存储在互不相关的独立节点中,在节点中通过指针指向其前一个元素和后一个元素。

3. list与forward_list非常相似:最主要的不同在于forward_list是单链表,只能朝前迭代,已让其更简单高效

4. 与其他的序列式容器相比(array,vector,deque),list通常在任意位置进行插入、移除元素的执行效率更好。

5. 与其他序列式容器相比,list和forward_list最大的缺陷是不支持任意位置的随机访问,比如:要访问list的第6个元素,必须从已知的位置(比如头部或者尾部)迭代到该位置,在这段位置上迭代需要线性的时间开销;list还需要一些额外的空间,以保存每个节点的相关联信息(对于存储类型较小元素的大list来说这可能是一个重要的因素)

list的使用

list中的接口比较多,此处类似,只需要掌握如何正确的使用,然后再去深入研究背后的原理,已达到可扩展的能力。以下为list中一些常见的重要接口

构造函数( (constructor)
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)
[first, last) 区间中的元素构造 list

list iterator的使用

        此处,大家可暂时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, end 位置 返回最后一个元素下一个位置的
reverse_iterator, begin 位置
【注意】
1. begin end 为正向迭代器,对迭代器执行 ++ 操作,迭代器向后移动
2. rbegin(end) rend(begin) 为反向迭代器,对迭代器执行 ++ 操作,迭代器向前移动

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

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

list modifiers

        
函数声明
接口说明
push_front
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
list 尾部插入值为 val 的元素
pop_back
删除 list 中最后一个元素
insert
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
list中还有一些操作,需要用到时大家可参阅list的文档说明~

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 。因为 list 的底层结构为带头结点的双向循环链表 ,因此 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);
	}
}

list与vector的对比

        vector与 list 都是 STL 中非常重要的序列式容器,由于两个容器的底层结构不同,导致其特性以及应用场景不同,其主要不同如下:
vector
list
动态顺序表,一段连续空间
带头结点的双向循环链表
访
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)
        
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)
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
原生态指针
对原生态指针 ( 节点指针 ) 进行封装
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
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

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