目录
1.list的使用
构造函数
|
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
|
2.list iterator的使用
可以将迭代器理解成一个指针,该指针指向
list
中的某个节点
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
|
【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
3.list的常用接口
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 |
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 |
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 |
4.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);
}
}
5.list的模拟实现
#pragma once
#include<iostream>
namespace bit
{
template<class T>
struct list_node
{
T _data;
list_node<T>* _next;
list_node<T>* _prev;
list_node(const T& data = T())
:_data(data)
, _next(nullptr)
, _prev(nullptr)
{}
};
// const_iterator
template<class T>
struct list_iterator
{
typedef list_node<T> Node;
typedef list_iterator<T> Self;
Node* _node;
list_iterator(Node* node)
:_node(node)
{}
T& operator*()
{
return _node->_data;
}
Self& operator++()
{
_node = _node->_next;
return *this;
}
Self& operator--()
{
_node = _node->_prev;
return *this;
}
bool operator!=(const Self& s) const
{
return _node != s._node;
}
bool operator==(const Self& s) const
{
return _node == s._node;
}
};
template<class T>
class list
{
typedef list_node<T> Node;
public:
typedef list_iterator<T> iterator;
iterator begin()
{
/* iterator it(_head->_next);
return it;*/
//return iterator(_head->_next);
return _head->_next;
}
iterator end()
{
return _head;
}
list()
{
_head = new Node;
_head->_next = _head;
_head->_prev = _head;
_size = 0;
}
void push_back(const T& x)
{
/*Node* newnode = new Node(x);
Node* tail = _head->_prev;
tail->_next = newnode;
newnode->_prev = tail;
newnode->_next = _head;
_head->_prev = newnode;
++_size;*/
insert(end(), x);
}
void push_front(const T& x)
{
insert(begin(), x);
}
void insert(iterator pos, const T& x)
{
Node* cur = pos._node;
Node* prev = cur->_prev;
Node* newnode = new Node(x);
// prev newnode cur
newnode->_next = cur;
cur->_prev = newnode;
newnode->_prev = prev;
prev->_next = newnode;
++_size;
}
void pop_back()
{
erase(--end());
}
void pop_front()
{
erase(begin());
}
void erase(iterator pos)
{
assert(pos != end());
Node* prev = pos._node->_prev;
Node* next = pos._node->_next;
prev->_next = next;
next->_prev = prev;
delete pos._node;
--_size;
}
size_t size() const
{
return _size;
}
bool empty() const
{
return _size == 0;
}
private:
Node* _head;
size_t _size;
};
void test_list1()
{
list<int> lt;
lt.push_back(1);
lt.push_back(2);
lt.push_back(3);
lt.push_back(4);
list<int>::iterator it = lt.begin();
while (it != lt.end())
{
std::cout << *it << " ";
++it;
}
std::cout << std::endl;
}
}
6.list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;
};
7.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,不同如下。
vector
| list | |
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
|