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
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) )
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接口说明
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list (size_type n, const value_type& val = value_type())
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构造的 list 中包含 n 个值为 val 的元素
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list()
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构造空的 list
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list (const list& x)
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拷贝构造函数
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list (InputIterator first, InputIterator last)
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用 [first, last) 区间中的元素构造 list
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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
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接口说明 |
begin +
end
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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
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rbegin +
rend
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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
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【注意】
1. begin 与 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) 与 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
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接口说明 |
empty
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检测 list 是否为空,是返回 true ,否则返回 false
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size
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返回 list 中有效节点的个数
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list element access
函数声明
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接口说明 |
front
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返回 list 的第一个节点中值的引用
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back
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返回 list 的最后一个节点中值的引用
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list modifiers
函数声明
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接口说明
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push_front
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在 list 首元素前插入值为 val 的元素
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pop_front
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删除 list 中第一个元素
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push_back
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在 list 尾部插入值为 val 的元素
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pop_back
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删除 list 中最后一个元素
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insert
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在 list position 位置中插入值为 val 的元素
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erase
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删除 list position 位置的元素
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swap
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交换两个 list 中的元素
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clear
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清空 list 中的有效元素
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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 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);
}
}
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
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list
|
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底
层
结
构
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动态顺序表,一段连续空间
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带头结点的双向循环链表
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随
机
访
问
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支持随机访问,访问某个元素效率 O(1)
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不支持随机访问,访问某个元素
效率 O(N)
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插
入
和
删
除
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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
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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)
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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
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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
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迭
代
器
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原生态指针
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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
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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
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使
用
场
景
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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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