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第八章:list类

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  • 系列文章目录
  • 前言
  • list的介绍及使用
    • list的介绍
    • list的使用
      • list的构造函数
      • list的迭代器
      • list的容量
      • list的成员访问
      • list的增删改查
  • list与vector的对比
  • 总结


前言

list是STL的一种链表类,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。


list的介绍及使用

list的介绍

list的文档介绍

  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)

在这里插入图片描述

list的使用

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list的构造函数

在这里插入图片描述

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构造函数( (constructor))接口说明
list (size_type n, const value_type& val = value_type())构造的list中包含n个值为val的元素
list()构造空的list
list (const list& x)拷贝构造函数
list (InputIterator first, InputIterator last)用[first, last)区间中的元素构造list

list的构造使用代码演示

list的迭代器

在这里插入图片描述

函数声明接口说明
begin +end返回第一个元素的迭代器+返回最后一个元素下一个位置的迭代器
rbegin +rend返回第一个元素的reverse_iterator,即end位置,返回最后一个元素下一个位置的reverse_iterator,即begin位置

在这里插入图片描述

  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list的迭代器使用代码演

list的迭代器使用代码演示

list的容量

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函数声明接口说明
empty检测list是否为空,是返回true,否则返回false
size返回list中有效节点的个数

list的成员访问

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函数声明接口说明
front返回list的第一个节点中值的引用
back返回list的最后一个节点中值的引用

list的增删改查

在这里插入图片描述

函数声明接口说明
push_front在list首元素前插入值为val的元素
pop_front删除list中第一个元素
push_back在list尾部插入值为val的元素
pop_back删除list中最后一个元素
insert在list position 位置中插入值为val的元素
erase删除list position位置的元素
swap交换两个list中的元素
clear清空list中的有效元素

list的插入和删除使用代码演示

list与vector的对比

vectorlist
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

总结

list类是STL中的链表类,底层实现是带头双向循环链表。
人与动物真正的区别,在于他内在的、无形的力量和价值。——【印】泰戈尔

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