探索C++的工具箱：双向链表容器类list（1）

引言

        在C++中，std::list 是一个标准库提供的容器类，属于C++ STL（标准模板库）。std::list 是一种独特而强大的容器，它使用双向链表结构来管理元素。无论是在处理动态数据集合，还是在需要频繁进行插入和删除操作时，std::list 都展现了无与伦比的灵活性和效率。与其他线性数据结构如数组和向量相比，std::list 让开发者能够在不影响整体性能的情况下，轻松地在数据集中间添加或移除元素。

在这篇博客中，会以介绍与string类和vector类中相通的函数为主，在下一篇博客，探索C++的工具箱：双向链表容器类list（2）-优快云博客中，会以介绍string类 和vector类中没有的、list新引入的内容为主。

1. list 简介

C++ 的 std::list 是一个双向链表（doubly linked list）的实现，与 vector 不同，list 提供 O(1) 的插入和删除操作，但不支持随机访问。使用时需要包含头文件<list>。

        如果将“list”比喻为一个“购物清单”，而“list中的元素”就相当于“购物清单上的每一项商品”。

在这个比喻中：

- 整个购物清单（list）是一个容器，帮助我们整理和管理购物的内容。

- 每一项商品（list中的元素）则是清单中具体要购买的内容。

就像我们可以在购物清单上添加、删除或修改商品，列表中的元素也可以随时增删改。

std::list具有以下特点：

1. 双向链表：std::list 中的每个元素都包含指向前一个元素和后一个元素的指针。这使得在链表的任意位置进行插入和删除操作非常快速（时间复杂度为O(1)），但访问随机元素的效率较低（时间复杂度为O(n)）。

2. 动态大小：std::list 可以根据需要动态增长或收缩，能够有效管理动态变化的数据集。

3. 不连续存储：与std::vector 不同，std::list 中的元素在内存中不必连续存储，这为插入和删除操作防止内存重排提供了便利。

4. 支持迭代器：std::list 支持常规和反向迭代器，可以方便地遍历链表元素。

2.list的构造

基本语法：

default (1)	
explicit list (const allocator_type& alloc = allocator_type());
fill (2)	
explicit list (size_type n);
         list (size_type n, const value_type& val,
                const allocator_type& alloc = allocator_type());
range (3)	
template <class InputIterator>
  list (InputIterator first, InputIterator last,
         const allocator_type& alloc = allocator_type());
copy (4)	
list (const list& x);
list (const list& x, const allocator_type& alloc);

move (5)	
list (list&& x);
list (list&& x, const allocator_type& alloc);

initializer list (6)	
list (initializer_list<value_type> il,
       const allocator_type& alloc = allocator_type());

explicit 关键字用于构造函数，目的是为了防止类型转换（隐式转换）。如果一个构造函数被声明为 explicit，那么它只能通过显式的方式来调用，而不能用作隐式类型转换。 

以下是构造和使用 std::list 的几种常见方法（默认使用std）：

（1）默认构造函数
创建一个空的 std::list，可以使用以下代码：