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TUhjnbcbe - 2024/6/4 18:02:00

C++中的list(列表)是顺序容器,其中存储的元素并不是内存连续的,这一点和上一节讨论的deque是类似的。

C++中的list容器类

list容器类的特点

稍后几节将要讨论的C++中的vector(向量)容器中的元素在内存中是连续存储的,这一点恰好和list相反。元素相邻存储的好处是随机访问非常方便,可以像类似于C语言数组那样通过下标访问各个元素,但是插入元素开销就比较大了,因为每插入一个元素,都必须移动其他所有元素。

而C++中的list则客服了vector容器的这个缺点,它允许程序员在list的任意位置插入元素,而不会造成很大的开销。不过,就随机访问而言,list比vector慢。

list的声明与初始化

在C++程序开发中使用list容器类是非常方便的,只需要在程序开头包含list头文件就可以了:

#includelist

list容器类在std命名空间中,因此声明一个list容器类对象可以按照下面这种方式:

std::listobjTypeobj;

其中objType表示数据类型,它可以是任意类型,也可以是一个类,甚至可以是list本身,例如:

std::listinti;

std::liststd::listintli;

我们可以在定义list容器类对象时对其初始化(需要c++11支持),例如下面这段C++代码:

std::listintmylist={1,1,2,3,5};

上面这样的初始化将在mylist中填充数据,如前文所述,这些数据元素在内存中的分布不是连续的,倒是有些像链表:

数据元素在内存中的分布不是连续的

一旦定义好list容器类对象并且初始化完毕,我们就可以通过迭代器访问其中的元素了。迭代器可以通过成员函数begin()和end()辅助使用,下面是一个例子,请看:

迭代器的使用

编译并执行上述C++代码,可以得到如下输出:

Listelementsare:

从代码可以看出,迭代器it本质上是一个指针,它在for()循环中的使用,和常用的整型循环变量在for()中的使用非常类似,唯一的区别就是使用begin()函数作为起点,end()函数作为终点。

C++中的list容器类也可以倒序遍历,只需将begin()函数和end()函数换成rbegin()和rend()函数就可以了,这一点和上一节介绍的的deque容器类是类似的,不再赘述了。

list容器类的成员函数

insert()函数

它可以将给定的元素插入到list的指定位置,返回值是一个迭代器,指向最开始插入的元素位置。典型用法如下:

insert(pos,num_elem,elem)

其中pos表示将要插入的位置;num_elem表示要插入的元素数,默认是1;elem则表示要插入的元素。下面是一段典型的C++代码实例,请看:

insert()函数

代码很简单,我们先指定要插入元素的位置(通过迭代器),然后即可调用insert()成员函数将元素3插入。编译并执行上述C++代码,可以得到如下输出,请看:

#g++t1.cpp--std=c++11

#./a.out

Thelistafterinserting1elementusinginsert()is:

可以看出,这里我们仅将元素3插入1次,若希望插入多次,则可以通过insert()函数的第二个参数指定:

...

mylist.insert(it,2,3);

...

此时再编译并执行修改后的C++代码,可以得到的输出。

push_back()和push_front()函数

list容器类是一个双向的列表类,因此可以双向插入。push_back()函数可以将元素插入到list容器的尾部,而push_front()函数则可以将元素插入到list容器的头部。下面这段C++代码是一个简单的实例:

push_back()和push_front()函数

编译并执行这段C++代码,可以得到如下输出:

#g++t.cpp--std=c++11

#./a.out

Listelementsare:

Listcontentsafterpush_frontandpush_back:0

pop_back()和pop_front()函数

这两个函数的功能恰好分别和push_back()与push_front()函数的功能反过来,pop_back()函数可以将list的尾部元素删除,而pop_front()函数则可以将list的头部元素删除,显然,在元素头部或者尾部元素被删除后,list的长度会减少。下面是一段C++代码示例:

pop_back()和pop_front()函数

编译并执行这段C++代码,得到如下输出:

Listelementsare:

Listcontentsafterpush_frontandpush_back:

size(),empty(),erase(),clear()函数

list容器类的size()成员函数返回容器内所有元素的个数,empty()返回容器是否为空,erase()函数则可以从list中删除某个元素,clear()函数可以删除list容器中所有的元素。下面是一段C++代码示例,请看:

size(),empty(),erase(),clear()函

编译并执行上述C++代码,得到如下输出,请看:

Listelementsare:

sizeofthelist:5

Listaftererasefirstelement:5

Newsizeofthelist:4

front(),back(),swap(),reverse(),sort()函数

其实这些函数的功能能够直接通过它们的名字看出:front()和back()函数分别返回list的头部和尾部元素,swap()和reverse()函数则分别可以交换和反转list,sort()函数则提供了排序功能。下面是一段C++代码示例:

front(),back(),swap(),reverse(),

编译并执行这段C++代码,得到如下输出:

Listelementsare:

Frontofthelist:1

Backofthelist:5

ReversedList:

Contentsofoddlist:

Afterswappingmylist:

Oddlist:

小结

本节主要介绍了C++标准容器类list的基本特点,并且结合一些实例说明了list容器类的基本用法,希望对读者有所帮助。

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