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C++STL之list的使用详解

2024/12/24 2:02:46 来源:https://blog.csdn.net/qq_26079093/article/details/141529456  浏览:    关键词:C++STL之list的使用详解

一、简介

1、底层:list为双向链表,即struct中包含一个数据和两个指针,分别指向前一个节点和后一个节点,在堆上分配空间,每插入一个元素都会分配空间,每删除一个元素都会释放空间

2、性能

① 访问:随机访问性能很差,只能快速访问头尾节点

② 插入:很快,一般是常数开销

③ 删除:很快,一般是常数开销

3、适用场景:list 拥有一段不连续的内存空间,如果需要高效的插入和删除,而不关心随机访问,则应使用 list

二、list的基本操作

1、初始化

#include<iostream>
#include<map>
#include<string>
#include<list>
using namespace std;
int main()
{std::list<int> my_list; // 构造空链表my_list.push_back(1); // 尾部插入数据1my_list.push_back(2); // 尾部插入数据2my_list.push_back(3); // 尾部插入数据3std::list<int> my_list1(3, 5); // 构造3个5的链表std::list<int> my_list2(my_list1.begin(), my_list1.end()); // 拷贝构造
}

2、插入数据

① push_front() 头部插入元素

push_front()函数用于将一个新的元素插入到链表的开头位置, 时间复杂度为O(1)。在双向链表中插入元素到开头位置的操作只涉及指针的重新链接,不需要移动其他元素

my_list.push_front(0); // 头插数据0
② push_back() 尾部插入元素

push_back()函数用于将一个新的元素插入到链表尾部, 时间复杂度为O(1)

my_list.push_back(4);
③ insert() 插入元素

insert()函数在 position 位置中插入值为val的元素。

插入单个数据。第一个参数为迭代器,即插入的位置,第二个参数是插入的数据。

// 尾部插入元素5
my_list.insert(my_list.end(), 5);

插入多个相同数据。第一个参数为迭代器,即插入的位置,第二个参数是插入的数据个数,第三个参数是插入的数据。

// 在尾部插入2个6
my_list.insert(my_list.end(), 2, 6);

插入多个数据。第一个参数为迭代器,即插入的位置,第二个参数是迭代器,需要插入元素初始位置,第三个参数是迭代器,需要插入元素的结束位置

/* 在my_list尾部插入3个5 */
std::list<int> my_list1(3, 5); // 构造3个5的链表
my_list.insert(my_list.end(), my_list1.begin(), my_list1.end());

3、删除数据

① pop_front() 头删元素

pop_front()函数用于删除链表中的第一个元素,时间复杂度为O(1)

my_list.pop_front();
② pop_back() 尾删元素
my_list.pop_back();
③ erase()删除数据

erase()函数用于删除链表中数据, 返回值是当前删除元素位置的下一个迭代器。

删除单个元素,参数为迭代器。

list<int>::iterator pos = my_list.begin(); // 第一个元素为0
if (pos != my_list.end())
{auto it = my_list.erase(pos);std::cout << "next: " << *it << std::endl; // 当前第一个元素为1
}

删除多个元素,两个参数均为迭代器,分别为初始位置和结束位置。

my_list.erase(my_list.begin(), my_list.end());
④ clear() 删除所有数据
my_list.clear();
⑤ remove() 删除元素

从list中删除元素,remove(val) 删除所有为val的元素

4、修改数据

① assign() 替换/赋值

assign(n,val); 

将当前列表中所有元素替换为n个T类型的val

my_list.assign(6, 1);

assign(l2.begin(),l2.end());

将12列表中的从l2.begin()到l2.end()之间的数值赋值给当前列表l1

my_list.assign(my_list1.begin(), my_list1.end());
② swap() 交换

交换两个链表数据,两种用法均可。

my_list.swap(my_list1);
swap(my_list, my_list1);
③ reverse() 反转

反转链表中数据。

my_list.reverse();
④ merge() 合并

l1.merge(l2); 默认升序

l1.merge(l2,greater<int>()); 升序排序

l1.merge(l2,less<int>()); 降序排序

合并两个链表。调用结束后l2变为空,l1中元素包含原来l1 和 l2中的元素,并且排好序,升序

my_list.merge(my_list1);
⑤ resize() 

调用resize(n)将list的长度改为只容纳n个元素,超出的元素将被删除。如果n比list原来的长度长,那么默认超出的部分元素置为0。

my_list.resize(2); // 大小修改为2个元素,多的元素删除

也可以用resize(n, m)的方式将超出的部分赋值为m。

my_list.resize(10, 0); // 大小修改为10个元素,多的赋值为0

5、查找数据

① front() 获取头部元素
my_list.front();
② back() 获取尾部元素
my_list.back();
③ 迭代器
for (auto const& v : my_list)
{std::cout << "v:" << v << std::endl;
}

6、其他用法

① sort() 排序

sort函数用于排序,默认升序

my_list.sort();
② size() 获取大小
int size = my_list.size();
③ unique() 去重

去重就是对该链表对象进行遍历,将元素值相同的多个元素进行删除,只保留唯一一个值节点

my_list.unique();

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