C++ List链表如何使用(C++,list,开发技术)

1. list的介绍及使用

1.1 list的介绍

1. list是可以在常数范围内在任意位置进行插入和删除的序列式容器，并且该容器可以前后双向迭代。

2. list的底层是双向链表结构，双向链表中每个元素存储在互不相关的独立节点中，在节点中通过指针指向其前一个元素和后一个元素。

3. list与forward_list非常相似：最主要的不同在于forward_list是单链表，只能朝前迭代，已让其更简单高效。

4. 与其他的序列式容器相比(array，vector，deque)，list通常在任意位置进行插入、移除元素的执行效率更好。

5. 与其他序列式容器相比，list和forward_list最大的缺陷是不支持任意位置的随机访问，比如：要访问list的第6个元素，必须从已知的位置(比如头部或者尾部)迭代到该位置，在这段位置上迭代需要线性的时间开销；list还需要一些额外的空间，以保存每个节点的相关联信息(对于存储类型较小元素的大list来说这可能是一个重要的因素）

list的底层：带头节点双向链表结构

1.2 list的使用

使用list要带上头文件’

#include<list>

1.2.1 list的构造

//构造打印练习voidTestList(){list<int>L1;//十个值为5list<int>L2(10,5);//区间方式构造vector<int>v{0,3,35,34,2};list<int>L3(v.begin(),v.end());//拷贝构造list<int>L4(L3);//列表构造list<int>L5{1,23,34};//打印，范围forfor(autoe:L2){cout<<e<<"";}cout<<endl;//迭代器打印autoit=L3.begin();while(it!=L3.end()){cout<<*it<<"";++it;}cout<<endl;}

1.2.2 list iterator的使用

1. begin与end为正向迭代器，对迭代器执行++操作，迭代器向后移动

2. rbegin(end)与rend(begin)为反向迭代器，对迭代器执行++操作，迭代器向前移动

1.2.3 list capacity

1.2.4 list element access

1.2.5 list modififiers

上面一些方法的使用，都很简单，随意测试一下

voidTestList(){list<int>L;L.push_back(1);L.push_back(2);L.push_back(3);L.push_back(4);L.push_back(5);cout<<L.size()<<endl;cout<<L.front()<<endl;//访问起始位置cout<<L.back()<<endl;//访问末尾L.front()=50;L.back()=1000;L.pop_back();//删除list中最后一个元素cout<<L.size()<<endl;cout<<L.front()<<endl;cout<<L.back()<<endl;}

任意位置的插入

voidTestList(){list<int>L;L.push_back(1);L.push_back(2);L.push_back(3);L.push_back(4);L.push_back(5);PrintList(L);autopos=L.begin();L.insert(pos,0);//在1的位置插入0，插入之前PrintList(L);cout<<*pos<<endl;//查看迭代器是否正常使用//在链表中值为data的节点前插入10个值为2的元素intdata=0;cin>>data;//在这个区间内找data，返回pos。如果没找到返回endpos=find(L.begin(),L.end(),data);if(pos!=L.end()){L.insert(pos,10,2);}PrintList(L);//区间形式pos=L.begin();vector<int>v{10,20,34,34,1244};L.insert(pos,v.begin(),v.end());PrintList(L);}

1.2.6 list的迭代器失效

voidTestList(){list<int>L;L.push_back(1);L.push_back(2);L.push_back(3);L.push_back(4);L.push_back(5);PrintList(L);autopos1=L.begin();autopos2=find(L.begin(),L.end(),5);cout<<*pos2<<endl;L.erase(pos1);//将pos1位置处元素删除PrintList(L);cout<<*pos2<<endl;//检测迭代器是否失效cout<<*pos1<<endl;//结果是pos2正常,pos1失效}

erase会导致删除位置的迭代器失效，但是对于其他位置的迭代器没有影响。

迭代器失效即迭代器所指向的节点的无效，即该节点被删除了。因为list的底层结构为带头结点的双向循环链表，因此在list中进行插入时是不会导致list的迭代器失效的，只有在删除时才会失效，并且失效的只是指向被删除节点的迭代器，其他迭代器不会受到影响

2. list的模拟实现

模拟实现具体可以参阅网上文章

3. list与vector的对比

vector

list

底

层

结

构

动态顺序表，一段连续空间

带头结点的双向循环链表

随

机

访

问

支持随机访问，访问某个元素效率O(1)

不支持随机访问，访问某个元素效率O(N)

插

入

和

删

除

任意位置插入和删除效率低，需要搬移元素，时间复杂度为O(N)，插入时有可能需要增容，增容：开辟新空间，拷贝元素，释放旧空间，导致效率更低

任意位置插入和删除效率高，不需要搬移元素，时间复杂度为O(1)

空

间

利

用

率

底层为连续空间，不容易造成内存碎片，空间利用率高，缓存利用率高

底层节点动态开辟，小节点容易造成内存碎片，空间利用率低，缓存利用率低

迭

代

器

原生态指针

对原生态指针(节点指针)进行封装

迭

代

器

失

效

在插入元素时，要给所有的迭代器重新赋值，因为插入元素有可能会导致重新扩容，致使原来迭代器失效，删除时，当前迭代器需要重新赋值否则会失效

插入元素不会导致迭代器失效，删除元素时，只会导致当前迭代器失效，其他迭代器不受影响

使

用

场

景

需要高效存储，支持随机访问，不关心插入删除效率

大量插入和删除操作，不关心随

机访问