【C++】详解STL的容器之一：list

目录

简介

初识list

模型

list容器的优缺点

list的迭代器

常用接口介绍

获取迭代器

begin

end

empty

size

front

back

insert

push_front

pop_front

push_back

pop_back

clear

源代码思路

节点设计

迭代器的设计

list的设计

 begin()

end()

空构造

insert()

push_back

模拟实现

节点设计

迭代器设计

list设计

框架

获取迭代器

空构造

insert

erase

赋值重载

其他接口

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简介

C++的STL有六大组件：仿函数， 空间配置器， 算法， 容器， 迭代器，配接器。list属于容器的一种。

list的设计使用了模板，是一种泛型编程。

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初识list

模型

list是带哨兵位的双向循环链表。

链表是由一个一个的节点通过指针链接起来的。list的节点设计：prev指针指向前一个节点，next指针指向下一个节点，data储存数据。如下图

而list想要实现双向循环链表，只需用一个指针指向不储存数据的节点——哨兵位节点或头节点。让哨兵位节点将整条链表首尾相连。哨兵位的next是链表的头节点，哨兵位的prev是链表的尾节点，如下图

list容器的优缺点

优点：头部插入，头部删除，尾部插入，尾部删除的时间复杂度位O(1)。list的指针是一直指向哨兵位节点的，通过哨兵位节点能找到链表的头节点和尾节点，从而实现头插，头删，尾插，尾删操作。

缺点：对链表中的数据进行排序的时间复杂度会很高。找链表中的某一个数据时，需要遍历链表。

list的迭代器

list的每个节点在内存中储存不是连续的。

普通的指针不能完成对链表的遍历——加加指针不能使指针指向下一个节点，减减指针不能使指针指向上一个节点。指针的解引用不能完成对数据存取——普通指针解引用是整个节点，而不是节点里存的数据。

所以不能用普通指针做list的迭代器。应该对普通指针进行封装，将封装之后的普通指针作为list的迭代器。该迭代器能完成链表的遍历，数据的存取等操作。

具体怎样封装，下面介绍源代码思路和模拟实现时会详细讲解

迭代器失效：把迭代器指向的节点删除掉，会让该迭代器失效，类似于野指针的问题。在迭代器指向节点的前面或后面插入节点，不会使迭代器失效。

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常用接口介绍

获取迭代器

begin

返回哨兵位前一个节点的位置

end

返回哨兵位节点的位置

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

front