STL源码笔记（16）—单链表slist

最新推荐文章于 2025-06-30 10:05:11 发布

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#单链表 #stl #slist

本文介绍了STL中的单链表slist，它是一种单向链表，与list的区别在于迭代器类型。slist的迭代器是Forward Iterator，不支持双向读写。尽管其功能相对有限，但在空间占用和某些操作速度上有优势。slist的源码分析包括节点设计，使用继承实现链表节点，包含数据和指向下一个节点的指针。迭代器设计同样采用继承，且slist仅提供push_front()，不提供push_back()，以保持插入效率。

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STL单链表slist简介

概述

slist（Single linked list）顾名思义，是一个单向链表，这个容器并不在标准规格之内，在我几年的代码学习生涯中也是第一次听说，既然侯老师的书中提到了，那也还是学习一蛤。

slist与list的主要差别是，前者的迭代器属于单向的Forward Iterator（可读写），后者的迭代器属于双向的Bidirectional Iterator（可以双向读写）。看起来slist的功能应该会不如list，但由于其单向链表的实现，其消耗的空间更小，某些操作更快。

回忆数据结构中在单链表的某个位置插入元素的过程，slist的底层实现就是单链表，因此会遇到我们曾经遇到过的麻烦：在某个位置插入时，必须要用一个指针从头到尾找到待插入位置的前一个位置。这便是在slist的一个大的缺点之一，因此，书中提到，在非起点位置使用insert或erase的算法是不智之举。

slist源码实现

在SGI STL源码中，slist的实现位于stl_slist.h中

节点设计

容器的核心就是其底层存储于迭代器设计了，对于节点设计，使用了继承的关系，实际上简单的来说就是单链表的节点：指向下一个节点的指针和数据

代码实现如下：

//stl_slist.h
//单向链表的节点结构
struct _Slist_node_base
{
  _Slist_node_base* _M_next;
};
//使用继承来实现单链表的节点结构：指针+数据 
template <class _Tp>
struct _Slist_node : public _Slist_node_base
{
  _Tp _M_data;
};

基于单链表的特性和节点的结构，源码中提供了不少内部全局函数，这些函数不对外开放的，仅仅在某些对外使用的接口实现中直接调用，例如：

//全局函数：单链表节点数，其实就是简单的遍历计数
inline size_t __slist_size(_Slist_node_base* __node)
{
  size_t __result = 0;
  for ( ; __node != 0; __node = __node->_M_next)
    ++__result;
  return __result;
}
//全局函数：已知某一节点，插入新节点于其后
//返回插入节点之后的指针。
inline _Slist_node_base*
__slist_make_link(_Slist_node_base* __prev_node,
                  _Slist_node_base* __new_node)
{
  __new_node->_M_next = __prev_node->_M_next;
  __prev_node->_M_next = __new_node;
  return __new_node;
}

迭代器设计

如上图所示，迭代器同样是使用了继承的方式：

//单向链表的迭代器基本结构
struct _Slist_iterator_base
{
  typedef size_t               size_type;
  typedef ptrdiff_t            difference_type;
  typedef forward_it