c++ std::forward_list使用笔记

std::forward_list 是 C++ 标准库中的一个单向链表容器。它只支持从头部到尾部的前向遍历，因此在某些场景下比 std::list 更加高效。以下是一些 std::forward_list 的基本使用方法：

1. 包含头文件

首先需要包含 <forward_list> 头文件：

#include <forward_list>
#include <iostream>

2. 创建和初始化

可以创建一个空的 std::forward_list，或者使用初始化列表进行初始化：

std::forward_list<int> list1; // 创建一个空的 forward_list
std::forward_list<int> list2 = {1, 2, 3, 4, 5}; // 使用初始化列表

3. 添加元素

由于 std::forward_list 是单向链表，只能在头部插入元素，或者在某些特定位置插入元素：

list1.push_front(10); // 在头部插入元素
list1.push_front(20); // 再次在头部插入元素

4. 遍历元素

可以使用范围 for 循环或迭代器来遍历 std::forward_list：

// 使用范围 for 循环
for (const auto& elem : list2) {
    std::cout << elem << " ";
}
std::cout << std::endl;

// 使用迭代器
for (auto it = list1.begin(); it != list1.end(); ++it) {
    std::cout << *it << " ";
}
std::cout << std::endl;

5. 删除元素

可以使用 pop_front() 删除头部的元素，或者使用 erase_after() 删除特定位置的元素：

list1.pop_front(); // 删除头部元素

auto it = list2.before_begin(); // 获取第一个元素之前的位置
list2.erase_after(it); // 删除第一个元素

6. 其他常用操作

• empty()：检查链表是否为空。
• clear()：清空链表。
• insert_after()：在指定位置后插入元素。

if (!list1.empty()) {
    std::cout << "list1 is not empty" << std::endl;
}

list1.clear(); // 清空链表

auto it = list2.before_begin();
list2.insert_after(it, 100); // 在第一个元素之前插入 100

7. 示例代码

以下是一个完整的示例代码：

#include <forward_list>
#include <iostream>

int main() {
    std::forward_list<int> list = {1, 2, 3, 4, 5};

    // 在头部插入元素
    list.push_front(0);

    // 遍历并打印元素
    for (const auto& elem : list) {
        std::cout << elem << " ";
    }
    std::cout << std::endl;

    // 删除第一个元素
    list.pop_front();

    // 再次遍历并打印元素
    for (const auto& elem : list) {
        std::cout << elem << " ";
    }
    std::cout << std::endl;

    // 在第二个元素之后插入 100
    auto it = list.begin();
    list.insert_after(it, 100);

    // 最终遍历并打印元素
    for (const auto& elem : list) {
        std::cout << elem << " ";
    }
    std::cout << std::endl;

    return 0;
}

输出结果

0 1 2 3 4 5 
1 2 3 4 5 
1 100 2 3 4 5 

总结

std::forward_list 是一个轻量级的单向链表容器，适合在需要频繁在头部插入或删除元素的场景中使用。由于它只支持前向遍历，因此在需要双向遍历的场景中，std::list 可能更为合适。