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常用的接口
list (size_type n, const value_type& val = value_type())
list()
list (const list& x)
list (InputIterator first, InputIterator last)
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,即end位置,返回最后一个元素下一个位置的 reverse_iterator,即begin位置
empty
size
front
back
push_front在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在list尾部插入值为val的元素
pop_back删除list中最后一个元素
insert在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的迭代器失效
前面说过,此处大家可将迭代器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。(注意与vector比较)
模拟实现见此文最后
C++中STL的vector类常用接口及其源码解析-CSDN博客
vector和list的不同点
1.底层结构:
vector是一段连续的空间,用动态顺序表实现,而list是一个带头结点的双向链表;
2.是否支持随机访问:
vector支持随机访问,list不支持随机访问
vector访问某个元素的效率为O(1),
list访问某个元素的效率为O(n)
3.任意位置插入和删除元素的效率:
vector中效率低,时间复杂度为O(n),list中效率高,时间复杂度为O(1)
原因在于vector中插入元素时,从插入位置开始所有元素都要往后移动一位,还可能需要增容,申请新的空间,拷贝原来的空间的内容,再释放原有的空间,增容代价高,而删除一个元素,从删除位置的下一位开始所有元素都要向前移动一位;list中增加和删除节点只需要改变指针的指向,申请和释放单个元素的空间,代价相对较小。
4.空间利用率
vector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;
list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;
5.迭代器
vector中的迭代器是原生态指针,也就是元素类型的指针;
list中的迭代器是对原生态指针(节点指针)的封装;
6.迭代器失效
vector中插入和删除都可能导致迭代器失效,而list中插入元素不会导致迭代器失效,删除元素会导致迭代器失效;
vector中插入元素有可能需要增容,迭代器指向的之前的空间会被释放,之前的迭代器会失效;删除元素也会导致迭代器失效;
list中插入元素只是添加了一个新的节点,不会导致之前存在的迭代器失效,而删除元素只会导致当前迭代器失效,其他迭代器不会受到影响;
7.使用场景
vector适用于需要高速存储的,支持随机访问的,不关心插入删除效率的场景;
list适用于需要进行大量插入和删除操作的,不关心随机访问的场景