*C++:list

一.list简介

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)

二.标准库里的list类

标准list库网址：list - C++ Reference

1.list的构造

2.list迭代器

将迭代器理解成一个指针，该指针指向 list 中的某个节点

list是包含一个哨兵位的

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迭代器失效问题

迭代器可以暂时理解成类似于指针，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。

int main()
{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 = l.erase(it);}return 0;
}

这里l.erase(it++)要理解这个写法，相当于是先锁定了it的位置，这样erase后直接在这个位置上++就行；与l.erase(it);++it;不同，因为编译器里是一行一行执行的，在同一行内，it还不会失效，如果我们在进入下一行之前就给他重新找好位置的话就不会有问题。

3.list capacity

4.list元素访问

5.list元素修改

6.构造函数，插入，删除

int main()
{list<int> lt;lt.push_back(1);lt.push_back(2);lt.push_back(3);lt.push_back(4);lt.push_front(10);lt.push_front(20);for (auto e : lt){cout << e << " ";}cout << endl;// 第5个位置插入数据//v.insert(v.begin()+5, 10);//list是一个双向链表，不是连续的，begin()+5不是第5个位置//不用挪动数据auto it = lt.begin();for (size_t i = 0; i < 5; i++){++it;   //这个++是个运算符重载，不是平时所谓的+1}lt.insert(it, 100);for (auto e : lt){cout << e << " ";}cout << endl;//list没有find，这个find是std里的it = find(lt.begin(), lt.end(), 3);    if (it != lt.end()){lt.insert(it, 30);// insert以后，it不失效*it *= 100;}for (auto e : lt){cout << e << " ";}cout << endl;it = find(lt.begin(), lt.end(), 2);if (it != lt.end()){lt.erase(it);//erase以后，it失效了// *it *= 100;}for (auto e : lt){cout << e << " ";}cout << endl;it = lt.begin();while (it != lt.end()){if (*it % 2 == 0){it = lt.erase(it);   //如果持续删除，需要先用迭代器it保存，erase是有一个返回值的}else{++it;}}for (auto e : lt){cout << e << " ";}cout << endl;return 0;
}

7.reverse,sort

int main()
{list<int> lt;lt.push_back(1);lt.push_back(2);lt.push_back(3);lt.push_back(4);lt.push_front(10);lt.push_front(20);for (auto e : lt){cout << e << " ";}cout << endl;reverse(lt.begin(), lt.end());for (auto e : lt){cout << e << " ";}cout << endl;lt.reverse();for (auto e : lt){cout << e << " ";}cout << endl;//sort是RandomAccessIterator随机迭代器，但是list是双向迭代器，不适用//sort(lt.begin(), lt.end());lt.sort();for (auto e : lt){cout << e << " ";}cout << endl;return 0;
}

可以看到，reverse可以使用std的函数，但是sort不可以，因为list是双向迭代器，std::sort不适用。

8.remove splice

int main()
{int myints[] = { 17,89,7,14 };std::list<int> mylist(myints, myints + 4);mylist.remove(89);for (auto e : mylist){cout << e << " ";}cout << endl;
}

可以看到，remove可以删除指定val值的位置元素，与erase不同，erase删除的是指定位置的值。

int main()
{list<int> mylist1, mylist2;list<int>::iterator it;// set some initial values:for (int i = 1; i <= 4; ++i)mylist1.push_back(i);      // mylist1: 1 2 3 4for (int i = 1; i <= 3; ++i)mylist2.push_back(i * 10);   // mylist2: 10 20 30for (auto e : mylist1){cout << e << " ";}cout << endl;for (auto e : mylist2){cout << e << " ";}cout << endl << endl;it = mylist1.begin();++it;                         // points to 2// 全部转移mylist1.splice(it, mylist2);  //把mylist2里的东西，从it位置开始，转移到mylist1里// 部分转移//mylist1.splice(it, mylist2, ++mylist2.begin());    //把mylist2里++mylist2.begin()里的东西，从it位置开始，转移到mylist1里//mylist1.splice(it, mylist2, ++mylist2.begin(), mylist2.end());  //把mylist2里++mylist2.begin()到mylist2.end()里的东西，从it位置开始，转移到mylist1里//mylist1.splice(mylist1.begin(), mylist1, ++mylist1.begin(), mylist1.end());   //支持把自己的数据转移给自己cout << "mylist1: ";for (auto e : mylist1){cout << e << " ";}cout << endl;cout << "mylist2: ";for (auto e : mylist2){cout << e << " ";}cout << endl;}

三.list和vector对比

void test_op()
{srand(time(0));const int N = 1000000;vector<int> v;v.reserve(N);list<int> lt1;list<int> lt2;for (int i = 0; i < N; ++i){auto e = rand();lt2.push_back(e);lt1.push_back(e);}// 拷贝到vector排序，排完以后再拷贝回来int begin1 = clock();// 先拷贝到vectorfor (auto e : lt1){v.push_back(e);}// 排序sort(v.begin(), v.end());// 拷贝回去size_t i = 0;for (auto& e : lt1){e = v[i++];}int end1 = clock();int begin2 = clock();//list的sort效率太慢//相对便捷，数据量小的时候可以用lt2.sort();int end2 = clock();printf("vector sort:%d\n", end1 - begin1);printf("list sort:%d\n", end2 - begin2);
}int main()
{test_op();
}