C++中list容器常用接口

list的基本定义:

                在C++中,list被定义为一个双向链表容器。它是标准模板库(STL)中的一部分,位于<list>头文件中。

                list是一个通用模板类,可以存储任何类型的数据,因此它是一个模板类。它实现了双向链表数据结构,每个元素都存储了指向前一个元素和后一个元素的指针,这使得在列表中任何位置都可以高效地进行插入和删除操作。

                list不支持随机访问,因为它并不像数组或向量那样具有连续的内存块。要访问列表中的元素,需要通过迭代器进行遍历。另外,list允许在列表的任何位置进行快速插入和删除操作,使其成为一种很有用的容器类型。

                list是STL库中封装好的容器,并且还附带了很多函数接口,为了更好使用函数接口,我们先要了解list的基本结构。

                第一段就说了, list 就是一个封装好了的双向链表,其结构如下:

每个节点都有三个属性,分别是 prev 前驱指针、val 数值、 next 后继指针,其中 prev 指向前一个节点, next 指向后一个节点。list 的结构很简单,STL 库中的函数也 和我们双向链表的函数大致相同.

list的构造函数:

                首先C++官方网站的定义,可以看见有基本构造、拷贝构造、范围构造、填充构造。

很好,看了像没看,没事,看我举几个例子就懂了。

#include<iostream>
#include<list>
using namespace std;

int main()
{
    //默认构造
    list<int> lt1;

    //填充构造
    list<int> lt2 (5,10);//构造list中有 5个节点,每个节点的 val 等于 10

    //范围构造
    list<int> lt3(lt2.begin(), lt2.end());//通过迭代器选定范围指定区域构造

    //拷贝构造
    list<int> lt4(lt1);

    return 0;
}

对于范围构造设计迭代器,可以先看后面的内容,再回头看!

list的修改函数:

其中,常用的我在图中已经标注,函数的目的根据函数名就能了解,不用多说,直接上代码:

pop操作和push操作就直接传 val 的值就行了,不涉及指定位置。

而 insert 和 erase 就涉及 list 中的位置信息了,我们可以先看看 C++ 官方的定义:

这两个函数接口的参数都涉及到 iterator position,  可以先跳过往后看 迭代器 的定义。

list的迭代器接口:

                首先,我先要了解 list 中迭代器的定义,一句话就是 迭代器就是节点指针  , 还记得我们在双向链表中怎么 寻找前后节点吗,都是 通过 next 指针和 prev 指针,那么我们又为什么要设计迭代器呢,直接用 这两个指针访问不好吗? 

                不知道同学们还记不记得我们学习顺序表中,遍历数组时,直接使用下标进行++来访问,就一句 i++ ,就解决问题, 而链表中 要使用 i = i->next ;这样写真麻烦,所以 迭代器应然而生。  祖师爷把 i = i->next  这操作封装成 i++, 即使 list 节点地址不连续也是可以适用的。如图:

当迭代器++时,实际上就是通过next指针访问下一节点,所以大家懂我为什么说 迭代器实际就是结点指针吧。同理 迭代器的 -- 操作也是如此。

begin()函数和end()函数:

                这两个函数不用了解太多,只知道它们返回的位置即可,见图:

begin()返回的是第一个节点的迭代器,end()返回地是 最后一个节点 的后一个位置

像一个简单的打印链表,我们就可以使用迭代器来进行,如下:

上图中,要是懒得写 list<int>::iterator 类型,直接写 auto 也行!

        

                list的接口都封装好了,其实没什么特别难的,希望同学们不要妄自菲薄!!!!

最后,如果此篇文章对你有帮助,请大家点个小赞,感谢大家!!!!!!!!

### C++常用的 STL 链表容器介绍 #### 一、STL 容器分类概述 STL容器主要分为两大类:序列性容器和关联性容器。序列容器保持插入元素的原始顺序,允许指定在容器中插入元素的位置;而关联容器则根据特定排序规则存储元素,与插入顺序无关[^1]。 #### 二、STL 链表 (list) 特点 作为序列性容器的一员,`std::list` 是一种双向链表实现,在任意位置执行插入或移除操作的时间复杂度均为常数级别O(1),这使得它非常适合频繁进行此类操作的应用场景。然而,由于不具备随机存取特性,因此对于线性搜索而言性能较差,平均情况下需要遍历一半的数据项才能找到目标值,即时间复杂度为O(n)。 #### 三、基本语法示例 下面给出一段简单的程序来演示如何创建并遍历一个整型列表: ```cpp #include <iostream> #include <list> using namespace std; int main(){ list<int> myList = {2, 4, 6, 8, 10}; // 正向遍历 for(auto it=myList.begin(); it!=myList.end(); ++it){ cout << *it << " "; } } ``` 此代码片段展示了通过迭代器访问链表中的每一个节点,并依次打印出来[^3]。 另外还可以使用范围for循环简化上述过程: ```cpp // 使用范围for语句更简洁的方式 for(int num : myList){ cout << num << " "; } ``` #### 四、高级功能应用 除了基础的操作外,`std::list` 还提供了许多其他有用的功能,比如支持高效的拼接两个独立的链表、反转整个链条方向以及去除重复项等特殊需求下的优化算法接口
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