C++中的list容器详解
1.list概述
list是C++ STL中的双向链表容器，支持在任何位置高效插入和删除元素。与vector和deque不同，list不提供随机访问能力，但提供了高效的插入和删除操作。
2. 基本特性
- 双向链表：每个元素包含指向前后元素的指针
- 高效插入/删除：在任何位置插入/删除都是O(1)O(1)O(1)时间复杂度
- 无随机访问：不支持下标操作，必须通过迭代器遍历
- 不连续存储：元素分散在内存中
3. 头文件与声明
#include<list>usingnamespacestd;list<int>lst1;// 空listlist<string>lst2(10);// 包含10个默认构造的stringlist<double>lst3(5,3.14);// 包含5个3.14list<char>lst4={'a','b','c'};// 初始化列表4. 构造函数与初始化
4.1 默认构造
list<int>lst;4.2 填充构造
list<int>lst(10);// 10个默认初始化的int(0)list<int>lst(5,100);// 5个1004.3 范围构造
intarr[]={1,2,3};list<int>lst(arr,arr+3);4.4 拷贝构造
list<int>lst2(lst1);5. 容量操作
5.1size()
cout<<lst.size();// 返回元素数量5.2empty()
if(lst.empty()){cout<<"List is empty";}5.3max_size()
cout<<lst.max_size();// 返回list可容纳的最大元素数5.4resize()
lst.resize(10);// 调整为10个元素，新增元素默认初始化lst.resize(15,5);// 调整为15个元素，新增元素初始化为56. 元素访问
6.1front()
lst.front()=5;// 修改第一个元素intfirst=lst.front();// 访问第一个元素6.2back()
lst.back()=8;// 修改最后一个元素intlast=lst.back();// 访问最后一个元素7. 修改操作
7.1push_back()
lst.push_back(10);// 在尾部插入107.2push_front()
lst.push_front(5);// 在头部插入57.3pop_back()
lst.pop_back();// 删除尾部元素7.4pop_front()
lst.pop_front();// 删除头部元素7.5insert()
autoit=lst.insert(lst.begin(),15);// 在头部插入15lst.insert(it,{1,2,3});// 在指定位置插入多个元素7.6erase()
lst.erase(lst.begin());// 删除第一个元素lst.erase(lst.begin(),lst.end());// 删除所有元素7.7clear()
lst.clear();// 清空所有元素7.8swap()
list<int>lst2;lst.swap(lst2);// 交换两个list的内容8. 特殊操作
8.1splice()
list<int>lst2={4,5,6};lst.splice(lst.end(),lst2);// 将lst2所有元素移动到lst尾部lst.splice(lst.begin(),lst2,lst2.begin());// 移动lst2的第一个元素8.2remove()
lst.remove(5);// 删除所有值为5的元素8.3remove_if()
lst.remove_if([](intn){returnn%2==0;});// 删除所有偶数8.4unique()
lst.unique();// 删除连续重复元素8.5merge()
list<int>lst2={4,5,6};lst.sort();lst2.sort();lst.merge(lst2);// 合并两个已排序list8.6sort()
lst.sort();// 升序排序lst.sort(greater<int>());// 降序排序8.7reverse()
lst.reverse();// 反转list9. 迭代器
9.1begin()&end()
for(autoit=lst.begin();it!=lst.end();++it){cout<<*it<<" ";}9.2rbegin()&rend()
for(autorit=lst.rbegin();rit!=lst.rend();++rit){cout<<*rit<<" ";// 反向遍历}10. 完整示例
#include<iostream>#include<list>#include<algorithm>usingnamespacestd;intmain(){// 创建并初始化listlist<int>lst={2,3,4};// 头部和尾部操作lst.push_front(1);// 头部插入1lst.push_back(5);// 尾部插入5// 访问元素cout<<"First element: "<<lst.front()<<endl;cout<<"Last element: "<<lst.back()<<endl;// 插入元素autoit=next(lst.begin(),2);// 获取第3个位置的迭代器lst.insert(it,{7,8,9});// 在第3个位置插入7,8,9// 删除元素lst.pop_front();// 删除头部元素lst.remove(8);// 删除所有8// 特殊操作list<int>lst2={10,11,12};lst.splice(lst.end(),lst2);// 合并lst2到lstlst.sort();// 排序lst.unique();// 去重// 遍历listcout<<"All elements: ";for(intnum:lst){cout<<num<<" ";}cout<<endl;// 容量信息cout<<"Size: "<<lst.size()<<endl;cout<<"Is empty: "<<(lst.empty()?"Yes":"No")<<endl;return0;}11. 性能提示
- 在任何位置插入/删除元素性能都很好(O(1)O(1)O(1))
- 查找元素需要遍历(O(n)O(n)O(n))
- 迭代器在插入/删除操作后仍然有效(除非删除的是迭代器指向的元素)
- 适合频繁插入/删除但不需随机访问的场景
