STL之list学习笔记

最新推荐文章于 2025-01-22 20:06:12 发布

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本文深入解析了STL中list的内部实现原理，包括其环状双向链表结构、节点定义、迭代器操作以及核心成员函数如clear、push_front、push_back、erase等的工作机制。此外还介绍了高级操作如transfer、splice、remove、unique、merge等功能。

摘要生成于 C知道，由 DeepSeek-R1 满血版支持，前往体验 >

参考SGI STL 及侯捷《STL源码剖析》

stl list 源码下载——带注释

概述
STL的list是一个环状双向链表，链表尾端是一个空节点
list数据结构

list数据结构
list的节点使用prev指向前一个节点，next指向后一个节点，使用data来存数据
list节点结构
STL如下实现上述结构

//类似双向链表
struct _List_node_base {
  _List_node_base* _M_next;     //指向下一个节点
  _List_node_base* _M_prev;     //指向前一个节点
};

template <class _Tp>
struct _List_node : public _List_node_base {
  _Tp _M_data;              //存放数据
};

当list为空链表时，节点的prev和next均指向自己

_List_base(const allocator_type&) {
    _M_node = _M_get_node();
    _M_node->_M_next = _M_node;
    _M_node->_M_prev = _M_node;
  }

list的迭代器
list支持迭代器，其自增自减均是通过操作prev和next指针实现

  void _M_incr() { _M_node = _M_node->_M_next; }   //指向下一个节点
  void _M_decr() { _M_node = _M_node->_M_prev; }   //指向前一个节点

----------

//前置++
  _Self& operator++() { 
    this->_M_incr();
    return *this;
  }
  //后置++
  _Self operator++(int) { 
    _Self __tmp = *this;
    this->_M_incr();
    return __tmp;
  }
  //前置--
  _Self& operator--() { 
    this->_M_decr();
    return *this;
  }
  //后置--
  _Self operator--(int) { 
    _Self __tmp = *this;
    this->_M_decr();
    return __tmp;
  }

list的操作

clear
通过从头开始遍历整个list，逐步将每个节点的数据destroy释放空间来完成整个链表的clear操作，最终恢复到空链表状态，即
push_front、push_bavoid transfer(iterator __position, iterator __first, iterator __last)ck、erase、pop_front、pop_back
通过调用迭代器的函数在相应位置完成链表的调整来实现
transfer、splice
将[__first,__last)内的所有元素移动到__position之前，splice调用transfer函数

void transfer(iterator __position, iterator __first, iterator __last)

remove

//将值为__value的所有元素移除
template <class _Tp, class _Alloc>
void list<_Tp, _Alloc>::remove(const _Tp& __value)

unique

//移除数值相同的连续元素。注意，只有“连续而相同的元素”，才会被移除剩一个
template <class _Tp, class _Alloc>
void list<_Tp, _Alloc>::unique()

merge

//将__x合并到*this身上，两个lists的内容都必须先经过递增排序
template <class _Tp, class _Alloc>
void list<_Tp, _Alloc>::merge(list<_Tp, _Alloc>& __x)