C++ STL list容器 链表

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插入或删除元素    

缺点：容器遍历速度，没有数组快，占用空间比数组大 

　　　　　　　　STL的链表是一个双向循环链表              　　　　  　　

双向：每个结点  都有  前结点地址 和后结点地址  prev  next   

循环：最后一个结点记录第一个结点地址   第一个结点记录最后一个结点位置 不循环 则为NULL    

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 （数组vector动态拓展，可能造成内存浪费）

　　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(链表)  和  Vector(数组)  是两个最常被使用的容器，各有优缺点。   

list构造函数  

#include <iostream>
#include <string>
#include <list>
using namespace std;
//list构造函数
/*     
    list<T> lst;            //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
*/
void printList(const list<int>& L)
{
    for (list<int>::const_iterator it = L.begin(); it != L.end(); it++)
    {
        cout << *it << " ";
    }
    cout << endl;
}
void test()
{
    //创建list容器
    list<int>L1;
    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(L2);
    printList(L3);//10 20 30 40
    //n个elem
    list<int>L4(7, 100);
    printList(L4);//100 100 100 100 100 100 100
}
int main()
{
    test();
    system("pause");
    return 0;
}

list赋值和交换 

list<int>L7 = {1,2,3,4,7,8};//赋值

-

#include <iostream>
#include <string>
#include <list>
using namespace std;
//给list容器进行赋值  以及交换list容器
/*     
    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(lst);                            //将lst与本身的元素互换
*/
void printList(const list<int>& L)//打印输出  const限定数值不可修改
{
    for (list<int>::const_iterator it = L.begin(); it != L.end(); it++)
    {
        cout << *it << " ";
    }
    cout << endl;
}
void test()
{
    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;        //operator= 赋值
    printList(l2);//10 20 30 40

    list<int>l3;
    l3.assign(l2.begin(), l2.end());
    printList(l3);//10 20 30 40

    list<int>l4;
    l4.assign(7, 100);
    printList(l4);//100 100 100 100 100 100 100
}
//交换
void test2()
{
    list<int>l1;
    l1.push_back(10);
    l1.push_back(20);
    list<int>l2;
    l2.assign(2, 100);
    cout << "交换前:  " << endl;
    printList(l1);
    printList(l2);
    
    l1.swap(l2);
    cout << "交换后:  " << endl;
    printList(l1);
    printList(l2);
}
int main()
{
    //test();
    test2();
    system("pause");
    return 0;
}

list大小操作   

#include <iostream>
#include <string>
#include <list>
using namespace std;
//对list容器的大小进行操作
/*     
    size();             //返回容器中元素的个数
    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值填充新位置
                        //如果容器变短,则末尾超出容器长度的元素被删除
*/
void printList(const list<int>& L)//防止误操作,修改內部值
{
    for (list<int>::const_iterator it = L.begin(); it != L.end(); it++)
    {
        cout << *it << " ";
    }
    cout << endl;
}
void test()
{
    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
    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;
    }
    //重新指定大小
    L1.resize(10);//不限定 默认为0   L1.resize(10,1000); 此时限定为1000
    printList(L1);// 10 20 30 40 0 0 0 0 0 0
    L1.resize(2);//会删除后面的数据
    printList(L1);//10 20
}
int main()
{
    test();
    system("pause");
    return 0;
}

list插入和删除    

#include <iostream>
#include <string>
#include <list>
using namespace std;
//list容器进行数据的插入和删除
/*     
    push_back(elem);            //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);           //容器开头插入一个元素
    push_front();               //移除容器开头第一个元素
    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
    earse(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   pos:迭代器
    remove(elem);               //删除容器中所有与elem值匹配的元素
*/
void printList(const list<int>& L)//const 防止误操作,修改內部值
{
    for (list<int>::const_iterator it = L.begin(); it != L.end(); it++)
    {
        cout << *it << " ";
    }
    cout << endl;
}
void test()
{
    list<int>L;
    //尾插
    L.push_back(10);
    L.push_back(20);
    L.push_back(30);
    //头插
    L.push_front(100);
    L.push_front(200);
    L.push_front(300);
    printList(L);//300 200 100 10 20 30
    //尾删
    L.pop_back();
    printList(L);//300 200 100 10 20
    //头删
    L.pop_front();
    printList(L);//200 100 10 20
    //insert插入
    list<int>::iterator it = L.begin();
    L.insert(++it, 1000);
    printList(L);//200 1000 100 10 20
    //删除
    it = L.begin();
    L.erase(it);//舍去第一个数值 200
    printList(L);//1000 100 10 20
    //移除
    L.push_back(1000);
    L.push_back(1000);
    L.push_back(1000);
    L.push_back(1000);
    printList(L);//1000 100 10 20 1000 1000 1000 1000
    L.remove(1000);
    printList(L);//100 10 20 
    L.remove(10);
    printList(L);//100 20
    //清空
    L.clear();
    printList(L);//清空 输出换行
}
int main()
{
    test();
    system("pause");
    return 0;
}

list数据存取   

#include <iostream>
#include <string>
#include <list>
using namespace std;
//list容器数据进行存取
/*     
    front();        //返回第一个元素
    back();         //返回最后一个元素
    不可以用 [] 和 at 方式访问元素  
    原因: list本质为链表,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的
*/
void test()
{
    list<int>L1;
    L1.push_back(10);
    L1.push_back(20);
    L1.push_back(30);
    cout <<"第一个元素为: " << L1.front() << endl;
    cout <<"最后一个元素为:" << L1.back() << endl;
    //验证迭代器是不支持随机访问的
    list<int>::iterator it = L1.begin();
    //it = it + 1;报错 不支持随机访问
    it++;//支持双向 
    it--;
}
int main()
{
    test();
    system("pause");
    return 0;
}

list容器反转和排序   

#include <iostream>
#include <string>
#include <list>
#include <algorithm>
using namespace std;
//将容器中的元素反转,以及将容器中的数据进行排序
/*     
    reverse();        //反转链表
    sort();           //链表排序
*/
void printList(const list<int>& L)//const 防止误操作,修改內部值
{
    for (list<int>::const_iterator it = L.begin(); it != L.end(); it++)
    {
        cout << *it << " ";
    }
    cout << endl;
}
bool myCompare(int v1, int v2)
{
    //降序 让第一个数  >  第二个数
    return v1 > v2;
}
void test()
{
    //反转
    list<int>L1;
    L1.push_back(20);
    L1.push_back(70);
    L1.push_back(60);
    L1.push_back(40);
    cout << "反转前: " << endl;
    printList(L1);//20 70 60 40
    //反转后:
    L1.reverse();
    cout << "反转后" << endl;
    printList(L1);//40 60 70 20
    //排序
    //sort(L1.begin(), L1.end());//报错,不支持随机访问迭代器的容器,不可以用标准算法
    //不支持随机访问迭代器的容器,内部会提供对应一些算法
    L1.sort();//默认从小到大  升序
    cout << "排序后:" << endl;
    printList(L1);//20 40 60 70
    L1.sort(myCompare);//降序
    printList(L1);//70 60 40 20
}
int main()
{
    test();
    system("pause");
    return 0;
}

排序案例：   

#include <iostream>
#include <string>
#include <list>
using namespace std;
//案例:排序
/*
    将Person自定义数据类型进行排序,Person中属性有姓名、年龄、身高
    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:
    Person(string name, int age, int height)
    {
        this->m_Age = age;          //年龄
        this->m_Height = height;    //身高
        this->m_Name = name;        //姓名
    }
public:
    string m_Name;   //姓名
    int m_Age;       //年龄
    int m_Height;    //身高
};
//自定义: 指定排序规则
bool comparepPerson(Person& p1,Person& p2)
{
    if (p1.m_Age == p2.m_Age)
    {
        return p1.m_Height > p2.m_Height;
    }
    else
    {
        return p1.m_Age < p2.m_Age;//升序
    }
}
void test()
{
    list<Person>L;
    Person p1("刘一", 20, 180);
    Person p2("王二", 25, 166);
    Person p3("张三", 25, 195);
    Person p4("李四", 33, 180);
    L.push_back(p1);
    L.push_back(p2);
    L.push_back(p3);
    L.push_back(p4);
    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
    L.sort(comparepPerson);
    cout << "排序后:" << endl;
    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()
{
    test();
    system("pause");
    return 0;
}