一、list 簡(jiǎn)介

在 C++ 中，std::list 是標(biāo)準(zhǔn)庫(kù)提供的一個(gè)容器類，用于將數(shù)據(jù)進(jìn)行鏈?zhǔn)酱鎯?chǔ)。鏈表（list）是一種物理存儲(chǔ)單元上非連續(xù)的存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)，數(shù)據(jù)元素的邏輯順序是通過鏈表中的指針鏈接實(shí)現(xiàn)的。

• 鏈表的組成：鏈表由一系列結(jié)點(diǎn)組成。
• 結(jié)點(diǎn)的組成：1.存儲(chǔ)數(shù)據(jù)元素的數(shù)據(jù)域 2.存儲(chǔ)下一個(gè)結(jié)點(diǎn)地址的指針域。

STL中的鏈表是一個(gè)雙向循環(huán)鏈表，由于鏈表的存儲(chǔ)方式并不是連續(xù)的內(nèi)存空間，因此鏈表list中的迭代器只支持前移和后移，屬于雙向迭代器。

二、std::list 與 std::vector的區(qū)別

1. 底層實(shí)現(xiàn)：

   • list 是由雙向鏈表實(shí)現(xiàn)的，每個(gè)元素包含指向前一個(gè)和后一個(gè)元素的指針。這種實(shí)現(xiàn)使得在列表中的任意位置插入和刪除元素都是高效的，但對(duì)于隨機(jī)訪問元素的性能較差。
   • vector 是由動(dòng)態(tài)數(shù)組實(shí)現(xiàn)的，元素在內(nèi)存中是連續(xù)存儲(chǔ)的。這種實(shí)現(xiàn)使得隨機(jī)訪問元素的性能非常好，但在中間或開頭插入/刪除元素時(shí)會(huì)涉及元素的移動(dòng)，性能相對(duì)較低。

2. 動(dòng)態(tài)調(diào)整大小：

   • list 的大小可以動(dòng)態(tài)增長(zhǎng)和縮小，因?yàn)樗褂面湵韥泶鎯?chǔ)元素，插入和刪除操作的性能與列表的大小無關(guān)。
   • vector 的大小也可以動(dòng)態(tài)增長(zhǎng)，但在需要重新分配內(nèi)存時(shí)，可能會(huì)導(dǎo)致大量的元素復(fù)制和內(nèi)存重分配操作。

3. 訪問效率：

   • list 不支持隨機(jī)訪問，只能通過迭代器進(jìn)行順序訪問。對(duì)于需要頻繁插入和刪除操作的場(chǎng)景，list 的性能更好。
   • vector 支持隨機(jī)訪問，可以通過下標(biāo)直接訪問元素。對(duì)于需要頻繁的隨機(jī)訪問操作，vector 的性能更好。

4. 內(nèi)存占用：

   • list 在存儲(chǔ)元素時(shí)，除了元素本身的值外，還需要額外的空間存儲(chǔ)指向前一個(gè)和后一個(gè)元素的指針。因此，它通常比 vector 使用更多的內(nèi)存。
   • vector 在存儲(chǔ)元素時(shí)，只需要存儲(chǔ)元素的值本身和一些額外的控制信息，因此通常比 list 使用更少的內(nèi)存。

5. 插入和刪除操作：

   • list 對(duì)于在任意位置插入和刪除元素來說是高效的，因?yàn)樗恍枰薷南噜徳氐闹羔樇纯?，不需要移?dòng)其他元素。list 有一個(gè)重要的性質(zhì)，插入操作和刪除操作都不會(huì)造成原有l(wèi)ist迭代器的失效，這在vector中是不成立的。
   • vector 對(duì)于在末尾插入和刪除元素來說是高效的，因?yàn)樗恍枰跀?shù)組的末尾進(jìn)行操作，不需要移動(dòng)其他元素。但在中間或開頭插入/刪除元素時(shí)，需要移動(dòng)其他元素。

綜上所述，選擇使用 list 還是 vector 取決于具體的應(yīng)用場(chǎng)景和需求。如果需要頻繁的插入和刪除操作，并且不需要頻繁的隨機(jī)訪問元素，可以選擇 list。如果需要頻繁的隨機(jī)訪問元素，而插入和刪除操作較少，可以選擇 vector。另外，如果需要在容器的中間位置進(jìn)行插入和刪除操作，并且對(duì)訪問效率要求不高，可以考慮使用 list。

三、list 構(gòu)造函數(shù)

示例：

#include <iostream>
#include <list>     //必須包含該頭文件
using namespace std;

void printVec(list<int> &v)
{
	for (list<int>::iterator At = v.begin(); At != v.end(); At++)
	{
		cout << *At << " ";
	}
	cout << endl;
}
void printVec(list<double> &v)
{
	for (list<double>::iterator At = v.begin(); At != v.end(); At++)
	{
		cout << *At << " ";
	}
	cout << endl;
}

void test01()
{
	list<int> v1;
	v1.push_back(10);  //添加元素
	v1.push_back(20);
	printVec(v1);

	list<int> v2(v1.begin(), v1.end());
	printVec(v2);

	list<double> v3(5, 6.32);
	printVec(v3);

	list<double> v4(v3);
	printVec(v4);
}

int main()
{
	test01();
	system("pause");
	return 0;
}

//result
10 20
10 20
6.32 6.32 6.32 6.32 6.32
6.32 6.32 6.32 6.32 6.32

注意：

list 作為函數(shù)的參數(shù)或者返回值時(shí)，不能缺少其中的“&”。

四、list 賦值

示例：

#include <iostream>
#include <list>     //必須包含該頭文件
using namespace std;

void printVec(list<int> &v)
{
	for (list<int>::iterator At = v.begin(); At != v.end(); At++)
	{
		cout << *At << " ";
	}
	cout << endl;
}

void test01()
{
	list<int> v1;
	v1.push_back(10);  //添加元素
	v1.push_back(20);
	printVec(v1);

	list<int> v2 = v1;
	printVec(v2);

	list<int> v3;
	v3.assign(v1.begin(), v1.end());
	printVec(v3);

	list<int> v4;
	v4.assign(6, 1);
	printVec(v4);
}

int main()
{
	test01();
	system("pause");
	return 0;
}

//result
10 20
10 20
10 20
1 1 1 1 1 1

五、list 長(zhǎng)度操作

示例：

#include <iostream>
#include <list>     //必須包含該頭文件
using namespace std;

void printVec(list<int> &v)
{
	for (list<int>::iterator At = v.begin(); At != v.end(); At++)
	{
		cout << *At << " ";
	}
	cout << endl;
}

void test01()
{
	list<int> v1;
	if (v1.empty())     //判斷是否為空
	{
		cout << "當(dāng)前v1為空！" << endl;
	}

	v1.push_back(10);  //添加元素
	v1.push_back(20);
	v1.push_back(30);

	if (!v1.empty())
	{
		cout << "v1中元素個(gè)數(shù)：" << v1.size() << endl;
		printVec(v1);
	}

	v1.resize(5);
	printVec(v1);

	v1.resize(10, 1);
	printVec(v1);
}

int main()
{
	test01();
	system("pause");
	return 0;
}

//result
當(dāng)前v1為空！
v1中元素個(gè)數(shù)：3
10 20 30
10 20 30 0 0
10 20 30 0 0 1 1 1 1 1

六、list 插入與刪除

示例：

#include <iostream>
#include <list>     //必須包含該頭文件
using namespace std;

void printVec(list<int> &v)
{
	for (list<int>::iterator At = v.begin(); At != v.end(); At++)
	{
		cout << *At << " ";
	}
	cout << endl;
}

void test01()
{
	list<int> v1;
	v1.push_back(1);  //尾部添加元素
	v1.push_back(2);
	v1.push_back(3);
	v1.push_back(3);
	cout << "尾部添加元素: " << endl;
	printVec(v1);

	v1.pop_back();    //尾部刪除元素
	cout << "尾部刪除元素: " << endl;
	printVec(v1);

	v1.push_front(100);  //頭部添加元素
	v1.push_front(200);
	v1.push_front(300);
	cout << "頭部添加元素: " << endl;
	printVec(v1);

	v1.pop_front();   //頭部刪除元素
	v1.pop_front();
	cout << "頭部刪除元素: " << endl;
	printVec(v1);

	v1.insert(v1.begin(), 100);      //插入元素100
	cout << "插入元素100: " << endl;
	printVec(v1);

	v1.insert(v1.begin(), 5, 100);   //插入5個(gè)元素100
	cout << "插入5個(gè)元素100: " << endl;
	printVec(v1);

	v1.erase(v1.begin());    //刪除元素
	cout << "刪除元素v1.begin(): " << endl;
	printVec(v1);

	v1.remove(100);
	cout << "刪除所有100元素: " << endl;
	printVec(v1);

	v1.clear();				 //清空容器
	printVec(v1);
}

int main()
{
	test01();
	system("pause");
	return 0;
}

//result
尾部添加元素:
1 2 3 3
尾部刪除元素:
1 2 3
頭部添加元素:
300 200 100 1 2 3
頭部刪除元素:
100 1 2 3
插入元素100:
100 100 1 2 3
插入5個(gè)元素100:
100 100 100 100 100 100 100 1 2 3
刪除元素v1.begin():
100 100 100 100 100 100 1 2 3
刪除所有100元素:
1 2 3

七、list 數(shù)據(jù)獲取

示例：

#include <iostream>
#include <list>     //必須包含該頭文件
using namespace std;

void test01()
{
	list<int> v1 = { 1, 2, 3, 4, 5, 6 };
	cout << "v1.front() = " << v1.front() << endl;
	cout << "v1.back() = " << v1.back() << endl;
}

int main()
{
	test01();
	system("pause");
	return 0;
}

//result
v1.front() = 1
v1.back() = 6

八、list 互換、反轉(zhuǎn)、排序

示例：

#include <iostream>
#include <list>     //必須包含該頭文件
using namespace std;

void printVec(list<int> &v)
{
	for (list<int>::iterator At = v.begin(); At != v.end(); At++)
	{
		cout << *At << " ";
	}
	cout << endl;
}

void test01()
{
	list<int> v1 = { 9, 5, 7, 8, 6 };
	list<int> v2 = { 5, 4, 3, 2, 1 };

	v1.swap(v2);   //互換v1與v2中的元素
	cout << "list v1 : " ;
	printVec(v1);
	cout << "list v2 : " ;
	printVec(v2);

	v2.sort();  //鏈表排序
	cout << "v2鏈表排序 : ";
	printVec(v2);

	v2.reverse();  //反轉(zhuǎn)鏈表v2
	cout << "v2反轉(zhuǎn)鏈表 : ";
	printVec(v2);
}

int main()
{
	test01();
	system("pause");
	return 0;
}

//result
list v1 : 5 4 3 2 1
list v2 : 9 5 7 8 6
v2鏈表排序 : 5 6 7 8 9
v2反轉(zhuǎn)鏈表 : 9 8 7 6 5

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