C++， STL容器 list：双向链表深度解析

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一、链表本质与实现原理

1.1 数据结构特性

STL list是典型的双向链表实现，每个节点包含：

• 数据域：存储实际元素
• 前驱指针：指向前一个节点
• 后继指针：指向后一个节点

// 节点结构伪代码
template <typename T>
struct __list_node {
   
    __list_node* prev;
    __list_node* next;
    T data;
};

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1.2 内存布局图示

┌───────────┐    ┌───────────┐    ┌───────────┐
│  prev     │    │  prev     │    │  prev     │
├───────────┤    ├───────────┤    ├───────────┤
│  next     │ →→ │  next     │ →→ │  next     │
├───────────┤    ├───────────┤    ├───────────┤
│  data     │    │  data     │    │  data     │
└───────────┘    └───────────┘    └───────────┘

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1.3 迭代器设计

双向链表迭代器是Bidirectional Iterator，支持++和–操作：

template <typename T>
struct __list_iterator {
   
    __list_node<T>* node;
    
    // 前置++操作
    __list_iterator& operator++() {
   
        node = node->next;
        return *this;
    }
    
    // 前置--操作
    __list_iterator& operator--() {
   
        node = node->prev;
        return *this;
    }
};

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二、核心操作与使用技巧

2.1 基础操作示例

#include <list>

// 初始化方式
std::list<int> lst1 = {
   1, 3, 5};       // 初始化列表
std::list<std::string> lst2(10);       // 10个空字符串

// 高效插入操作
lst1.splice(lst1.end(), lst2);        // O(1)时间合并
lst2.insert(lst2.begin(), {
   "A", "B"});// 批量插入

// 特殊删除操作
lst1.remove_if([](int x){
    return x%2==0; }); // 条件删除

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2.2 高级特性

节点转移操作（C++11+）：

std::list<int> src = {
   1,2,3};
std::list<int> dst;

auto it = src.begin