STL – list

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)

1.2、list的使用

        list中的接口比较多，此处类似，只需要掌握如何正确的使用，然后再去深入研究背后的原理，已达到可扩展的能力。以下为list中一些常见的重要接口

1.2.1、list的构造

1.2.2、list iterator 的使用

        可暂时将迭代器理解成一个指针，该指针指向list中的某个节点

【注意】

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 modifiers

1.2.6、list的迭代器失效

        前面说过，此处大家可将迭代器暂时理解成类似于指针，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

void TestListIterator1()
{
     int array[] = { 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 0 };
     list<int> l(array, array+sizeof(array)/sizeof(array[0]));
     auto it = l.begin();
     while (it != l.end())
     {
       // erase()函数执行后，it所指向的节点已被删除，因此it无效，在下一次使用it时
       // ，必须先给其赋值
         l.erase(it); 
         ++it;
     }
}

// 改正
void TestListIterator()
{
     int array[] = { 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 0 };
     list<int> l(array, array+sizeof(array)/sizeof(array[0]));
     auto it = l.begin();
     while (it != l.end())
     {
         l.erase(it++); // it = l.erase(it);
     }
}

2、list的的反向迭代器

        通过前面例子知道，反向迭代器的++就是正向迭代器的–，反向迭代器的–就是正向迭代器的++，因此反向迭代器的实现可以借助正向迭代器，即：反向迭代器内部可以包含一个正向迭代器，对正向迭代器的接口进行包装即可

template<class Iterator>
class ReverseListIterator
{
 // 注意：此处typename的作用是明确告诉编译器，Ref是Iterator类中的类型，而不是静态成员变量
 // 否则编译器编译时就不知道Ref是Iterator中的类型还是静态成员变量
 // 因为静态成员变量也是按照 类名::静态成员变量名的方式访问的
public:
     typedef typename Iterator::Ref Ref;
     typedef typename Iterator::Ptr Ptr;
     typedef ReverseListIterator<Iterator> Self;
public:
 // 构造
     ReverseListIterator(Iterator it): _it(it)
     {}

 
 // 具有指针类似行为
     Ref operator*()
     {
         Iterator temp(_it);
         --temp;
         return *temp;
     }

     Ptr operator->()
     { 
         return &(operator*());
     }

 // 迭代器支持移动
     Self& operator++()
     {
         --_it;
         return *this;
     }

     Self operator++(int)
     {
         Self temp(*this);
         --_it;
         return temp;
     }

     Self& operator--()
     {
         ++_it;
         return *this;
     }

     Self operator--(int)
     {
         Self temp(*this);
         ++_it;
         return temp;
     }
 
  // 迭代器支持比较
     bool operator!=(const Self& l) const
     { 
         return _it != l._it;
     }

     bool operator==(const Self& l) const
     { 
         return _it != l._it;
     }

     Iterator _it;
};

3、list与vector的对比

        vector与list都是STL中非常重要的序列式容器，由于两个容器的底层结构不同，导致其特性以及应用场景不 同，其主要不同如下：

代码007普通

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