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12.7 list容器

12.7.1 list基本概念

功能： 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：链表是有一些列结点组成

结点的组成：一个是存储数据的数据域，另一个是存储下一个结点地址的指针域

STL中的链表是一个双向循环链表

在这里插入图片描述

单链表结构如下：

在这里插入图片描述

由于链表的存储方式并不是连续的内存空间，因此链表list中的迭代器只支持前移和后移，属于双向迭代器

list的优点：

采用动态存储分配，不会造成内存浪费和溢出
链表执行插入和删除操作十分方便，修改指针即可，不需要移动大量元素

list的缺点：

链表灵活，但是空间（指针域）和时间（遍历）额外耗费较大。

list有一个重要的性质，插入操作和删除操作都不会造成原有list迭代器的失效，这在vector是不成立的。

总结：STL中list和vector是两个最常被使用的容器，各有优缺点。

12.7.2 list构造函数

功能描述：

创建list容器

函数原型：

list list; //list采用模板类实现，对象的默认构造形式
list<beg,end>; //构造函数将[beg,end]区间中的元素拷贝给本身
list(n,elem); //构造函数将n个elem拷贝给本身
list(const list &lst); //拷贝构造函数

示例代码：

#include<iostream>
using namespace std;
#include<list>

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

void test01()
{
	//1、创建list容器
	list<int >L1;// 默认构造

	//2、添加数据
	L1.push_back(10);
	L1.push_back(20);
	L1.push_back(30);
	L1.push_back(40);

	//3、遍历容器
	printList(L1);

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

	//拷贝构造
	list<int>L3(L2);
	printList(L3);

	//n个elem
	list<int>L4(10, 9);
	printList(L4);
}

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

运行结果：

在这里插入图片描述

总结：list构造方式同其他几个STL常用容器一样，熟练掌握即可。

12.7.3 list赋值和交换

功能描述：

给list容器进行赋值，以及交换list容器

函数原型：

assign(beg, end); //将(beg，end)区间中的数据拷贝赋值给本身
assign(n, elem); //将n个elem拷贝赋值给本身
list& operator=(const list &lst); //重载等号操作符
swap(list); //将lst与本身的元素交互

示例代码：

#include<iostream>
using namespace std;
#include<list>

//list容器赋值和交换

void PrintList(list<int>& L)
{
	for (list<int>::const_iterator it = L.begin(); it != L.end(); it++)
	{
		cout << *it << "  ";
	}
	cout << endl;
}
//赋值
void test31()
{
	list<int>L1;

	L1.push_back(10);
	L1.push_back(20);
	L1.push_back(30);
	L1.push_back(40);

	PrintList(L1);

	list<int>L2;
	L2 = L1;  //operator=赋值
	PrintList(L2);

	list<int>L3;
	L3.assign(L2.begin(), L2.end());
	PrintList(L3);

	list<int>L4;
	L4.assign(10, 99);
	PrintList(L4);
}

void test32()
{
	list<int>L1;

	L1.push_back(10);
	L1.push_back(20);
	L1.push_back(30);
	L1.push_back(40);
	
	list<int>L2;
	L2.assign(10, 100);

	cout << "交换前：" << endl;
	PrintList(L1);
	PrintList(L2);

	L1.swap(L2);
	cout << "交换后：" << endl;
	PrintList(L1);
	PrintList(L2);
}

int main()
{
	//test31();
	test32();
	system("pause");
	return 0;
}

运行结果：

在这里插入图片描述

总结：

list赋值和交换操作能够灵活运用即可。

12.7.4 list大小操作

功能描述：

对list容器的大小进行操作

函数原型：

size(); //返回容器中的元素的个数
empty(); //判断容器是否为空
resize(num); //重新指定容器的长度为num，若容器变长，则以默认值（0）填充新位置，

//如果容器变短，则末尾超出容器长度的元素被删除

resize(num,elem); //重新指定容器的长度为num，若容器变长，则以elem填充新位置，

//如果容器变短，则末尾超出容器长度的元素被删除

示例代码：

#include<iostream>
using namespace std;
#include<list>

//list容器大小操作
void printList3(const list<int>& L)
{
	for (list<int>::const_iterator it = L.begin(); it != L.end(); it++)
	{
		cout << *it << " ";
	}
	cout << endl;
}
void test31()
{
	list<int>L1;
	L1.push_back(10);
	L1.push_back(20);
	L1.push_back(30);
	L1.push_back(40);

	printList3(L1);
	if (L1.empty())
	{
		cout << " L1为空" << endl;
	}
	else
	{
		cout << " L1不为空" << endl;
		cout << "L1的元素个数为：" << L1.size()<< endl;
	}
	//重新指定大小
	//变长
	//L1.resize(100);
	L1.resize(10, 100);
	printList3(L1);

	//缩短
	L1.resize(2);
	printList3(L1);
}

int main()
{
	test31();
	system("pause");
	return 0;
}

运行结果：

在这里插入图片描述

总结：

判断是否为空 ---- empty
返回元素个数 ---- size
重新指定个数 ---- resize

12.7.5 list插入和删除

功能描述：

对list容器进行数据的插入和删除

函数原型：

push_back(elem); //在容器尾部加入一个元素
pop_back(); //删除容器中最后一个元素
push_front(elem); //在容器开头插入一个元素
pop_front(); //从容器开头移除第一个元素
insert(pos,elem); //在pos位置插elem元素的拷贝，返回新数据的位置。
insert(pos,n,elem); //在pos位置插入n个elem数据，无返回值。
insert(pos,beg,end);//在pos位置插入[beg,end)区间的数据，无返回值。
clear(); //移除容器的所有数据
erase(beg,end); //删除[beg,end)区间的数据，返回下一个数据的位置。
erase(pos); //删除pos位置的数据，返回下一个数据的位置。
remove(elem); //删除容器中所有与elem值匹配的元素。

示例代码：

#include<iostream>
using namespace std;
#include<list>

//容器的插入和删除操作
/*
* push_back(elem);//在容器尾部加入一个元素
* pop_back();//删除容器中最后一个元素
* push_front(elem);//在容器开头插入一个元素
* pop_front();//从容器开头移除第一个元素
* insert(pos,elem);//在pos位置插elem元素的拷贝，返回新数据的位置。
* insert(pos,n,elem);//在pos位置插入n个elem数据，无返回值。
* insert(pos,beg,end);//在pos位置插入[beg,end)区间的数据，无返回值。
* clear();//移除容器的所有数据
* erase(beg,end);//删除[beg,end)区间的数据，返回下一个数据的位置。
* erase(pos);//删除pos位置的数据，返回下一个数据的位置。
* remove(elem);//删除容器中所有与elem值匹配的元素。
*/
void printList4(const list<int>& L)
{
	for (list<int>::const_iterator it = L.begin(); it != L.end(); it++)
	{
		cout << *it << " ";
	}
	cout << endl;
}

void test41()
{
	//1、创建容器
	list<int>L;

	//2、赋值操作
	//头插
	L.push_back(1);
	L.push_back(2);
	L.push_back(3);

	//尾插
	L.push_front(1);
	L.push_front(2);
	L.push_front(3);

	printList4(L);
	//尾删
	L.pop_back();
	//32112
	printList4(L);
	//头删
	L.pop_front();
	printList4(L);

	//insert插入
	//L.insert(L.begin(), 100);
	//L.insert(L.begin(),10, 100);
	//printList4(L);

	//insert插入
	list<int>::iterator it = L.begin();
	L.insert(++it, 99);
	//2 99 1 1 2
	printList4(L);

	//删除
	it = L.begin();
	L.erase(++it);
	//L.erase(it);
	printList4(L);

	//移除
	L.push_back(10000);
	L.push_back(10000);
	L.push_back(10000);
	L.push_back(10000);
	printList4(L);
	L.remove(10000);
	printList4(L);

	//清空
	L.clear();
	printList4(L);

}
int main()
{
	test41();
	system("pause");
	return 0;
}

运行结果：

在这里插入图片描述

总结：

尾插 — push_back
尾删 — pop_back
头插 — push_front
头删 — pop_front
插入 — insert
删除 — erase
移除 — remove
清空 — clear

12.7.6 list数据存取

功能描述：

对list容器中数据进行存取

函数原型：

front(); //返回第一个元素
back(); //返回最后一个元素

示例代码：

#include<iostream>
using namespace std;
#include<list>

//list容器 数据存取
void test51()
{
	list<int>L;
	L.push_back(10);
	L.push_back(20);
	L.push_back(30);
	L.push_back(40);

	//L[0];  不可以用[]访问list容器中的元素

	//L.at(0);    不可以使用at方式访问list容器中的元素。

	//原因是list本质是链表，不是用连续线性空间存储数据，迭代器也是不支持随机访问数据
	cout << " 第一个元素为：" << L.front() << endl;
	cout << " 最后一个元素为：" << L.back() << endl;

	//验证迭代器是不支持随机访问的
	list<int>::iterator it = L.begin();
	//it = it + 1; 报错说明不支持随机访问
	it--;  //支持双向访问
	it++;
}

int main()
{
	test51();
	system("pause");
	return 0;
}

运行结果：

在这里插入图片描述

总结：

list容器中不可以通过[]或者at方式访问数据，原因数据存储不连续
返回第一个元素 ---- front
返回最后一个元素 — back

12.7.7 list 反转和排序

功能描述：

将容器中的元素反转，以及将容器中的数据进行排序

函数原型：

reverse(); //反转链表
sort(); //链表排序

示例代码：

#include<iostream>
using namespace std;
#include<list>
#include<algorithm>

//list容器反转和排序
void printList6(const list<int>& L)
{
	for (list<int>::const_iterator it = L.begin(); it != L.end(); it++)
	{
		cout << *it << " ";
	}
	cout << endl;
}
void test61()
{
	list<int>L;
	L.push_back(1);
	L.push_back(3);
	L.push_back(2);
	L.push_back(4);

	cout << "反转前：" << endl;
	printList6(L);
	//反转
	L.reverse();
	cout << "反转后：" << endl;
	printList6(L);

}

//回调函数
bool myCompare(int v1, int  v2)
{
	//降序 就让第一数 > 第二个数
	return v1 > v2;
}
//排序
void test62()
{
	list<int>L;
	L.push_back(1);
	L.push_back(3);
	L.push_back(2);
	L.push_back(4);

	cout << "排序前：" << endl;
	printList6(L);

	//所有不支持随机访问的迭代器的容器，不可以使用标准算法
	//不支持随机访问迭代器的容器，内部会提供对应一下算法
	//sort(L.begin(), L.end());

	L.sort();  //默认是升序，从小到大排序
	cout << "排序后：" << endl;
	printList6(L);

	//	降序
	L.sort(myCompare);
	printList6(L);

}
int main()
{
	//test61();
	test62();
	system("pause");
	return 0;
}

运行结果：

在这里插入图片描述

总结：

reserse ---- 反转
sort ---- 排序（成员函数）

12.3.8 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

示例代码：

#include<iostream>
using namespace std;
#include<list>
#include<string>
/*
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
*/
class Person
{
public:
	string m_name;
	int m_age;
	int m_height;

	Person(string name,int age,int height)
	{
		m_name = name;
		m_age = age;
		m_height = height;
	}
};

//void printList7(list<int> &L)
//{
//	for (list<Person>::iterator it = L.begin(); it != L.end(); it++)
//	{
//		cout << "姓名：" << (*it).m_name << " 年龄：" << (*it).m_age << " 身高：" << (*it).m_height << endl;
//	}
//	cout << endl;
//}

//指定排序规则
bool comparePerson(Person& p1, Person& p2)
{
	//按照年龄  升序
	if (p1.m_age == p2.m_age)
	{
		//年龄相同，按照升高降序
		return p1.m_height > p2.m_height;
	}
	return p1.m_age < p2.m_age;
}

void test71()
{
	list<Person>L; //创建容器

	//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, 160);
	Person p6("关羽", 35, 200);

	//向容器中添加数据
	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>::iterator it = L.begin(); it != L.end(); it++)
	{
		cout << "姓名：" << (*it).m_name << " 年龄：" << (*it).m_age << " 身高：" << (*it).m_height << endl;
	}

	//排序
	cout << "--------------------------------------------" << endl;
	cout << "排序后：" << endl;
	L.sort(comparePerson);

		for (list<Person>::iterator it = L.begin(); it != L.end(); it++)
	{
		cout << "姓名：" << (*it).m_name << " 年龄：" << (*it).m_age << " 身高：" << (*it).m_height << endl;
	}
}
int main()
{
	test71();
	system("pause");
	return 0;
}

运行结果：

在这里插入图片描述

总结：

对于自定义数据类型，必须要指定排序规则，否则编译器不知道如何进行排序
高级排序只是在排序规则上进行一次逻辑规则制定，并不复杂。

如果对你有帮助的话，请不要忘了给我一点点点…支持 ( ^ o ^)/~

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12.7 list容器

12.7.1 list基本概念

12.7.2 list构造函数

12.7.3 list赋值和交换

12.7.4 list大小操作

12.7.5 list插入和删除

12.7.6 list数据存取

12.7.7 list 反转和排序

12.3.8 排序案例

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