C++进阶学习：STL常用容器--list容器

1. list 基本概念

功能：将数据进行链式存储

链表（list）是一种物理存储单元上非连续的存储结构  数据元素的逻辑顺序是通过链表中的指针链接实现的

链表的组成：链表由一系列结点组成

结点的组成：一个是存储数据元素的数据域  另一个是存储下一个结点地址的指针域

优点：

  可以对任意位置进行快速的插入或删除操作

  采用动态存储分配  不会造成内存浪费和溢出

缺点：

  遍历速度比数组慢 

  占用空间大

list 容器的重要性质：插入和删除操作都不会造成原有 list 容器迭代器的失效

STL中的链表是一个双向循环链表

2. list 构造函数

功能描述：

创建 list 容器

与其他常用容器类似

代码示例

#include <iostream>
using namespace std;
#include <string>
#include <list>
#include <algorithm>  //标准算法头文件

//list 构造函数

void printList(const list<int>& L)
{
	for (list<int>::const_iterator it = L.begin();it != L.end();it++)
	{
		cout << *it << " ";
	}
	cout << endl;
}

void test01()
{
	//创建 list 容器
	list<int> L1;  //默认构造

	//添加数据
	L1.push_back(10);
	L1.push_back(20);
	L1.push_back(30);
	L1.push_back(40);

	//遍历容器
	printList(L1);  //10 20 30 40

	//区间方式构造
	list<int> L2(L1.begin(),L1.end());  
	printList(L2);  //10 20 30 40

	//拷贝构造
	list<int> L3(L1);
	printList(L3);  //10 20 30 40

	//n个elem
	list<int> L4(3, 100);
	printList(L4);  //100 100 100
}

int main()
{
	test01();
	system("pause");
	return 0;
}

3. list 交换和赋值

功能描述：

给 list 容器赋值和进行交换操作
 

代码示例

#include <iostream>
using namespace std;
#include <string>
#include <list>
#include <algorithm>  //标准算法头文件

//list 赋值和交换

void printList(const list<int>& L)
{
	for (list<int>::const_iterator it = L.begin();it != L.end();it++)
	{
		cout << *it << " ";
	}
	cout << endl;
}

void test01()
{
	list<int> L1;
	L1.push_back(10);
	L1.push_back(20);
	L1.push_back(30);
	L1.push_back(40);

	printList(L1);  //10 20 30 40

	list<int> L2;
	L2 = L1;
	printList(L2);  //10 20 30 40

	list<int> L3;
	L3.assign(L1.begin(), L1.end());
	printList(L3);  //10 20 30 40

	list<int> L4;
	L4.assign(3, 100);
	printList(L4);  //100 100 100
}

void test02()
{
	list<int> L1;
	L1.push_back(10);
	L1.push_back(20);
	L1.push_back(30);
	L1.push_back(40);

	list<int> L2;
	L2.assign(3, 100);

	cout << "交换前：" << endl;
	printList(L1);  //10 20 30 40
	printList(L2);  //100 100 100
	cout << "交换后：" << endl;
	L1.swap(L2);
	printList(L1);  //100 100 100
	printList(L2);  //10 20 30 40
}

int main()
{
	test01();
	test02();
	system("pause");
	return 0;
}

4. list 大小操作

功能描述：

对 list 容器的大小进行操作

代码示例

#include <iostream>
using namespace std;
#include <string>
#include <list>
#include <algorithm>  //标准算法头文件

//list 大小操作

void printList(const list<int>& L)
{
	for (list<int>::const_iterator it = L.begin();it != L.end();it++)
	{
		cout << *it << " ";
	}
	cout << endl;
}

void test01()
{
	list<int> L1;
	L1.push_back(10);
	L1.push_back(20);
	L1.push_back(30);
	L1.push_back(40);

	printList(L1);  //10 20 30 40

	//判断容器是否为空
	if (L1.empty())
	{
		cout << "L1为空" << endl;
	}
	else
	{
		cout << "L1不为空" << endl;
		cout << "L1的元素个数：" << L1.size() << endl;  //4
	}

	L1.resize(10,5);
	printList(L1);  //10 20 30 40 5 5 5 5 5 5

	L1.resize(2);
	printList(L1);  //10 20
}

void test02()
{
}

int main()
{
	test01();
	test02();
	system("pause");
	return 0;
}

5. list 中的插入和删除

功能描述：

对 list 容器进行插入和删除操作

remove  --  删除容器中所有与 elem 值匹配的元素

代码示例

#include <iostream>
using namespace std;
#include <string>
#include <list>
#include <algorithm>  //标准算法头文件

//list 插入和删除

void printList(const list<int>& L)
{
	for (list<int>::const_iterator it = L.begin();it != L.end();it++)
	{
		cout << *it << " ";
	}
	cout << endl;
}

void test01()
{
	list<int> L1;
	L1.push_back(10);
	L1.push_back(20);
	L1.push_back(30);

	L1.push_front(100);
	L1.push_front(200);
	L1.push_front(300);

	printList(L1);  //300 200 100 10 20 30

	//尾删
	L1.pop_back();
	printList(L1);  //300 200 100 10 20
	//头删
	L1.pop_front();
	printList(L1);  //200 100 10 20

	//insert插入
	list<int>::iterator it = L1.begin();
	it++;
	L1.insert(it, 55);
	printList(L1);  //200 55 100 10 20

	//删除
	it = L1.begin();
	L1.erase(it);
	printList(L1);  //55 100 10 20

	//移除
	L1.push_back(10000);
	L1.push_back(10000);
	L1.push_back(10000);
	printList(L1);  //55 100 10 20 10000 10000 10000
	L1.remove(10000);
	printList(L1);  //55 100 10 20

	//清空
	L1.clear();
	printList(L1);  //
}

int main()
{
	test01();
	system("pause");
	return 0;
}

6. list 数据存取

功能描述：

对 list 容器中的元素进行存取

代码示例

#include <iostream>
using namespace std;
#include <string>
#include <list>
#include <algorithm>  //标准算法头文件

//list 数据存取

void test01()
{
	list<int> L1;
	L1.push_back(10);
	L1.push_back(20);
	L1.push_back(30);
	L1.push_back(40);

	//L1[0];  //不可以用[]方式访问list容器中的元素

	//L1.at(0);  //at方式也不可以

	//原因是 list 本质是链表  不是用连续线性空间存储数据  迭代器不支持随机访问

	cout << "第一个元素为：" << L1.front() << endl;
	cout << "最后一个元素为：" << L1.back() << endl;

	//验证迭代器不是支持随机访问
	list<int>::iterator it = L1.begin();
	it++;  //支持双向
	it--;
	//it = it + 1;  //不支持随机访问
}

int main()
{
	test01();
	system("pause");
	return 0;
}

7. list 反转和排序

功能描述：

将容器中的元素反转以及将容器中的元素排序

所有不支持随机访问迭代器的容器  不可以使用标准算法
但是这些容器内部会提供对应的一些算法

代码示例

#include <iostream>
using namespace std;
#include <string>
#include <list>
#include <algorithm>  //标准算法头文件

//list 反转和排序

void printList(const list<int>& L)
{
	for (list<int>::const_iterator it = L.begin();it != L.end();it++)
	{
		cout << *it << " ";
	}
	cout << endl;
}

void test01()
{
	list<int> L1;
	L1.push_back(2);
	L1.push_back(1);
	L1.push_back(5);
	L1.push_back(4);
	L1.push_back(3);

	//反转
	cout << "反转前：" << endl;
	printList(L1);  //2 1 5 4 3

	L1.reverse();
	cout << "反转后：" << endl;
	printList(L1);  //3 4 5 1 2
}

bool myCompare(int v1,int v2)
{
	//降序	让第一个数大于第二个数
	return v1 > v2;
}

void test02()
{
	list<int> L1;
	L1.push_back(2);
	L1.push_back(1);
	L1.push_back(5);
	L1.push_back(4);
	L1.push_back(3);

	//排序
	cout << "排序前：" << endl;
	printList(L1);  //2 1 5 4 3

	//所有不支持随机访问迭代器的容器  不可以使用标准算法
	//但是这些容器内部会提供对应的一些算法
	//sort(L1.begin(), L1.end());
	cout << "排序前：" << endl;
	L1.sort();
	printList(L1);  //1 2 3 4 5
	L1.sort(myCompare);
	printList(L1);  //5 4 3 2 1

}

int main()
{
	test01();
	test02();
	system("pause");
	return 0;
}

8. 排序案例

案例描述：

将 Person 自定义数据类型进行排序  Person 中属性有姓名 年龄 身高

排序规则：

按照年龄进行升序  如果年龄相同按照身高进行降序

对自定义数据类型的排序  需要指定规则

高级排序只是在排序规则上再进行一次逻辑规则制定

代码示例

#include <iostream>
using namespace std;
#include <string>
#include <list>
#include <algorithm>  //标准算法头文件

//list 排序案例

class Person
{
public:

	Person(string name, int age, int heigh)
	{
		this->m_age = age;
		this->m_heigh = heigh;
		this->m_name = name;
	}
	string m_name;
	int m_age;
	int m_heigh;
};

//指定排序规则
bool comparePerson(Person& p1, Person& p2)
{
	//按年龄升序
	if (p1.m_age == p2.m_age)
	{
		//年龄相同  身高降序
		return p1.m_heigh > p2.m_heigh;
	}
	return p1.m_age < p2.m_age;
}

void test01()
{
	list<Person> L;

	//准备数据
	Person p1("刘备", 35, 175);
	Person p2("曹操", 45, 180);
	Person p3("孙权", 40, 170);
	Person p4("赵云", 25, 190);
	Person p5("张飞", 35, 170);
	Person p6("关羽", 35, 195);

	//插入数据
	L.push_back(p1);
	L.push_back(p2);
	L.push_back(p3);
	L.push_back(p4);
	L.push_back(p5);
	L.push_back(p6);

	for (list<Person>::const_iterator it = L.begin();it != L.end();it++)
	{
		cout << "姓名：" << (*it).m_name << " 年龄：" << (*it).m_age << " 身高：" << (*it).m_heigh << endl;
	}

	cout << "------------------------------" << endl;
	cout << "排序后" << endl;
	L.sort(comparePerson);
	for (list<Person>::const_iterator it = L.begin();it != L.end();it++)
	{
		cout << "姓名：" << (*it).m_name << " 年龄：" << (*it).m_age << " 身高：" << (*it).m_heigh << endl;
	}
	/*
	姓名：刘备 年龄：35 身高：175
	姓名：曹操 年龄：45 身高：180
	姓名：孙权 年龄：40 身高：170
	姓名：赵云 年龄：25 身高：190
	姓名：张飞 年龄：35 身高：170
	姓名：关羽 年龄：35 身高：195
	-----------------------------
	排序后
	姓名：赵云 年龄：25 身高：190
	姓名：关羽 年龄：35 身高：195
	姓名：刘备 年龄：35 身高：175
	姓名：张飞 年龄：35 身高：170
	姓名：孙权 年龄：40 身高：170
	姓名：曹操 年龄：45 身高：180
	*/
}

int main()
{
	test01();
	test02();
	system("pause");
	return 0;
}