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C/C++ - 容器list

发布时间：2026/9/23 19:47:25 尧图网站建设
C/C++ - 容器list

目录

容器特性

list

容器特性

使用场景

构造函数

默认构造函数

填充构造函数

范围构造函数

复制构造函数

大小函数

函数：size

函数：empty​

函数：max_size​

增加函数

函数：​push_back​

函数：push_front​

函数：insert​

函数：emplace_back​

函数：emplace_front​

函数：emplace​

删除函数

函数：erase​​

函数：remove​

函数：remove_if​

函数：clear()​

修改函数

使用迭代器

容器特性

  • list
    • C++中的list​​容器是一个序列容器，它允许在任何位置进行快速的插入和删除操作。list​​容器底层实现为一个双向链表，因此，它可以高效地进行双向遍历。
  • 容器特性
    • 双向链表实现：list​​的双向链表结构使得它可以从两个方向遍历。
    • 数据非连续存储：由于是链表实现，list​​容器中的元素在内存中是非连续存储的。
    • 动态大小：与数组相比，list​​的大小可以根据需要动态增长或缩减。
    • 快速插入和删除：可以在任何位置快速插入或删除元素。
    • 不支持随机访问：与向量(vector​​)不同，list​​不支持随机访问，即不能使用下标访问元素。
  • 使用场景
    • 需要频繁插入和删除元素的场景：当应用需要在数据的任何位置频繁添加或删除元素时，list​​容器提供了高效的支持。
    • 不需要随机访问元素的场景：如果不需要通过下标直接访问元素，而是通过遍历来处理元素，list​​是一个好选择。
    • 需要双向遍历的场景：由于list​​支持双向遍历，它适合于那些需要从两个方向遍历数据的应用。
    • 性能敏感的插入删除操作：在性能要求特别高的情况下，插入和删除操作的开销比连续内存的数据结构（如vector​​或array​​）小得多。

构造函数

  • 默认构造函数

    • 函数：默认构造函数

    • 用途：创建一个空的 std::list​​ 容器。

    • 语法：std::list<T> obj;​​

    • 返回值：无

      
#include <list>
#include <iostream>int main() {std::list<int> myList;std::cout << "Size of the list: " << myList.size() << std::endl;return 0;
}
  • 填充构造函数

    • 函数：填充构造函数

    • 用途：创建一个含有n个相同元素的 std::list​​ 容器。

    • 语法：std::list<T> obj(n, value);​​

    • 返回值：无

      
#include <list>
#include <iostream>int main() {std::list<int> myList(4, 100);for (int val : myList) std::cout << val << " ";return 0;
}
  • 范围构造函数

    • 函数：范围构造函数

    • 用途：根据给定范围创建一个新的 std::list​​ 容器。

    • 语法：std::list<T> obj(first, last);​​

    • 返回值：无

      
#include <list>
#include <iostream>
#include <vector>int main() {std::vector<int> vec = {1, 2, 3, 4};std::list<int> myList(vec.begin(), vec.end());for (int val : myList) std::cout << val << " ";return 0;
}
  • 复制构造函数

    • 函数：复制构造函数

    • 用途：创建一个新的 std::list​​ 容器，它是现有同类型 std::list​​ 容器的副本。

    • 语法：std::list<T> obj(anotherList);​​

    • 返回值：无

      
#include <list>
#include <iostream>int main() {std::list<int> originalList = {1, 2, 3, 4};std::list<int> myList(originalList);for (int val : myList) std::cout << val << " ";return 0;
}

  • 移动构造函数 (C++11及之后)

    • 函数：移动构造函数

    • 用途：将一个现有的 std::list​​ 容器的内容移动到新的容器中。

    • 语法：std::list<T> obj(std::move(anotherList));​​

    • 返回值：无

      
#include <list>
#include <iostream>
#include <utility> // For std::moveint main() {std::list<int> originalList = {1, 2, 3, 4};std::list<int> myList(std::move(originalList));for (int val : myList) std::cout << val << " ";std::cout << "Original list size: " << originalList.size() << std::endl;return 0;
}

  • 内存布局

    ​​

大小函数

  • 函数：size
    • 用途：返回std::list​​容器中元素的数量。
    • 语法：size_type size() const noexcept;​​
    • 返回值：容器中的元素数量，类型为size_type​​。
  • 函数：empty​
    • 用途：检查std::list​​容器是否为空（即是否包含元素）。
    • 语法：bool empty() const noexcept;​​
    • 返回值：如果容器为空，则返回true​​；否则返回false​​。
  • 函数：max_size​
    • 用途：返回容器可能包含的最大元素数量。
    • 语法：size_type max_size() const noexcept;​​
    • 返回值：容器可容纳的最大元素数量，类型为size_type​​。

增加函数

  • 函数：​push_back​
    • 用途：在list​​的末尾添加一个元素。
    • 语法：void push_back(const T& value);​​
    • 返回值：无。
  • 函数：push_front​
    • 用途：在list​​的开头添加一个元素。
    • 语法：void push_front(const T& value);​​
    • 返回值：无。
  • 函数：insert​

    • 用途：在list​​中的指定位置前插入一个或多个元素。

    • 语法：

      • 插入单个元素：iterator insert(iterator pos, const T& value);​​
      • 插入多个相同元素：void insert(iterator pos, size_t count, const T& value);​​
      • 插入另一个容器中的元素范围：template <class InputIt> void insert(iterator pos, InputIt first, InputIt last);​​

    • 返回值：插入单个元素时，返回新元素的迭代器。插入多个元素时，无返回值。

  • 函数：emplace_back​
    • 用途：在list​​的末尾直接构造一个新元素，避免额外的复制或移动操作。
    • 语法：template <class... Args> void emplace_back(Args&&... args);​​
    • 返回值：无。
  • 函数：emplace_front​
    • 用途：在list的开头直接构造一个新元素，避免额外的复制或移动操作。
    • 语法：template ​
    • 返回值：无。
  • 函数：emplace​
    • 用途：在list​​中的指定位置直接构造一个新元素，避免额外的复制或移动操作。
    • 语法：template ​
    • 返回值：指向新插入元素的迭代器。

  • 示例代码

    #include <iostream>
#include <list>class Person
{
public:Person(int age): Age(age){std::cout << "构造函数" << std::endl;}Person(const Person& ref):Age(ref.Age){std::cout << "拷贝函数" << std::endl;}Person(Person&& other):Age(other.Age){std::cout << "移动函数" << std::endl;}int Age;
};int main()
{std::list<Person> mlist1;mlist1.push_back(1);std::list<Person> mlist2;mlist2.emplace_back(1);return 0;
}

删除函数

  • 函数：erase​​

    • 用途：删除 list​​ 容器中指定位置或范围内的元素。

    • 语法：

      • 单个元素：iterator erase(iterator position);​​
      • 范围内元素：iterator erase(iterator first, iterator last);​​

    • 返回值：返回一个指向被删除元素之后元素的迭代器。

      #include <iostream>
#include <list>
using namespace std;int main() {list<int> myList = {1, 2, 3, 4, 5};// 删除单个元素auto it = myList.begin();advance(it, 2); // 移动到第3个元素myList.erase(it);// 删除范围内的元素auto start = myList.begin();auto end = myList.end();advance(start, 1); // 起始位置advance(end, -1);  // 结束位置myList.erase(start, end);// 打印剩余元素for (int x : myList) {cout << x << " ";}return 0;
}
  • 函数：remove​

    • 用途：按值删除 list​​ 容器中所有匹配的元素。

    • 语法：void remove(const T& val);​​

    • 返回值：无返回值。

      #include <iostream>
#include <list>
using namespace std;int main() {list<int> myList = {1, 2, 3, 4, 5, 3};// 按值删除所有3myList.remove(3);// 打印剩余元素for (int x : myList) {cout << x << " ";}return 0;
}
  • 函数：remove_if​

    • 用途：根据条件删除 list​​ 容器中的元素。

    • 语法：template <class Predicate> void remove_if(Predicate pred);​​

    • 返回值：无返回值。

      #include <iostream>
#include <list>
using namespace std;bool isOdd(int n) 
{return (n % 2) == 1;
}int main() 
{list<int> myList = {1, 2, 3, 4, 5};// 删除所有奇数myList.remove_if(isOdd);// 打印剩余元素for (int x : myList) {cout << x << " ";}return 0;
}
  • 函数：clear()​

    • 用途：删除 list​​ 容器中的所有元素，容器大小变为 0。

    • 语法：void clear();​​

    • 返回值：无返回值。

      #include <iostream>
#include <list>
using namespace std;int main() {list<int> myList = {1, 2, 3, 4, 5};// 删除所有元素myList.clear();// 容器现在应该是空的if (myList.empty()) {cout << "List is now empty.";}return 0;
}

修改函数

  • 使用迭代器
    #include <iostream>
#include <list>class Person
{
public:Person(int nage, int nscore) : m_Age(nage), m_Score(nscore) {}bool operator==(const Person& ref){return this->m_Age == ref.m_Age;}
public:int m_Age;int m_Score;
};bool CmpPerson(const Person& ref)
{return ref.m_Age == 30;
}int main()
{std::list<Person> mlist;mlist.emplace_back(18, 90);mlist.emplace_back(30, 80);mlist.emplace_back(25, 95);//修改auto iter = mlist.begin();(*iter).m_Age = 1;(*iter).m_Score = 1;//查找Person p1(30, 80);auto i = std::find(mlist.begin(), mlist.end(), p1);auto j = std::find_if(mlist.begin(), mlist.end(), CmpPerson);(*i).m_Age = 2;(*j).m_Age = 3;return 0;
}
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