C++ 中的 std::list（附示例）

为什么使用 std::list？

使用 std::List 的原因如下：

• 与数组和 vector 等其他序列容器相比，std::list 的性能更好。
• 它们在从任何位置插入、移动和提取元素方面具有更好的性能。
• std::list 在执行此类操作密集型算法时表现也更好。

列表语法

要定义 std::list，我们必须导入 <list> 头文件。这是 std::list 的定义语法。

template < class Type, class Alloc =allocator<T> > class list;

以下是对上述参数的描述：

• T – 定义包含的元素类型。您可以将 T 替换为任何数据类型，甚至是用户定义的类型。
• Alloc – 定义分配器对象的类型。它默认使用 allocator 类模板。它是值相关的，并使用简单的内存分配模型。

示例 1

#include <algorithm>
#include <iostream>
#include <list>
int main() {
	std::list<int> my_list = { 12, 5, 10, 9 };

	for (int x : my_list) {
		std::cout << x << '\n';
	}
}

输出

这是代码的屏幕截图：

代码解释

1. 包含算法头文件以使用其函数。
2. 包含 iostream 头文件以使用其函数。
3. 包含 list 头文件以使用其函数。
4. 调用 main() 函数。程序逻辑应添加到此函数的主体中。
5. 创建一个名为 my_list 的列表，其中包含 4 个整数。
6. 使用 for 循环创建一个循环变量 x。此变量将用于迭代列表元素。
7. 将列表的值打印到控制台。
8. for 循环 的主体结束。
9. main() 函数体结束。

C++ 列表函数

以下是常见的 std::list 函数：

函数	描述
insert()	此函数在迭代器指向的位置之前插入一个新项。
push_back()	此函数在列表末尾添加一个新项。
push_front()	它在列表的开头添加一个新项。
pop_front()	它删除列表的第一个项。
size()	此函数确定列表元素的数量。
front()	确定列表的第一个项。
back()	确定列表的最后一个项。
reverse()	它反转列表项。
merge()	它合并两个已排序的列表。

<list> 构造函数

以下是 <list> 头文件提供的 函数列表：

• 默认构造函数 std::list::list() - 它创建一个空列表，其中包含零个元素。
• 填充构造函数 std::list::list() - 它创建一个包含 n 个元素的列表，并将每个元素的值设置为零 (0)。
• 范围构造函数 std::list::list() - 创建一个包含从 first 到 last 范围内的多个元素的列表。
• 复制构造函数 std::list::list() - 它创建一个列表，其中包含现有列表中每个元素的副本。
• 移动构造函数 std::list::list() - 使用移动语义创建另一个列表元素的列表。
• 初始化列表构造函数 std::list::list() - 使用移动语义创建另一个列表元素的列表。

示例 2

#include <iostream>
#include <list>
using namespace std;
int main(void) {
	list<int> l;
	list<int> l1 = { 10, 20, 30 };
	list<int> l2(l1.begin(), l1.end());
	list<int> l3(move(l1));  
	cout << "Size of list l: " << l.size() << endl;
	cout << "List l2 contents: " << endl;
	for (auto it = l2.begin(); it != l2.end(); ++it)
	      cout << *it << endl;
	cout << "List l3 contents: " << endl;
	for (auto it = l3.begin(); it != l3.end(); ++it)
		cout << *it << endl;
	return 0;
}

输出

这是代码的屏幕截图：

代码解释

1. 包含 iostream 头文件以使用其函数。
2. 包含 list 头文件以使用其函数。
3. 包含 std 命名空间以在代码中使用其类，而无需调用它。
4. 调用 main() 函数。程序逻辑应添加到此函数的主体中。
5. 创建一个名为 l 的空列表。
6. 创建一个名为 l1 的列表，其中包含 3 个整数。
7. 创建一个名为 l2 的列表，其中包含列表 l1 中的所有元素，从开头到结尾。
8. 使用移动语义创建一个名为 l3 的列表。列表 l3 将与列表 l2 具有相同的内容。
9. 在控制台打印列表 l 的大小以及其他文本。
10. 在控制台打印一些文本。
11. 创建一个名为 it 的迭代器，并使用它来迭代列表 l2 的元素。
12. 将列表 l2 的元素打印到控制台。
13. 在控制台打印一些文本。
14. 创建一个名为 it 的迭代器，并使用它来迭代列表 l3 的元素。
15. 将列表 l3 的元素打印到控制台。
16. 程序在成功完成后应返回值。
17. main() 函数体结束。

容器属性

这是容器属性列表：

属性	描述
序列	序列容器按严格的线性顺序排列其元素。通过元素在序列中的位置来访问元素。
双向链表	每个元素都包含有关如何定位前一个和下一个元素的信息。这使得插入和删除操作具有恒定的时间。
分配器感知	使用分配器对象动态修改存储大小。

插入到列表中

我们可以使用不同的函数将值插入到列表中。让我们演示一下：

示例 3

#include <algorithm>
#include <iostream>
#include <list>
int main() {
	std::list<int> my_list = { 12, 5, 10, 9 };
	my_list.push_front(11);
	my_list.push_back(18);
	auto it = std::find(my_list.begin(), my_list.end(), 10);
	if (it != my_list.end()) {
		my_list.insert(it, 21);
	}
	for (int x : my_list) {
		std::cout << x << '\n';
	}
}

输出

这是代码的屏幕截图：

代码解释

1. 包含算法头文件以使用其函数。
2. 包含 iostream 头文件以使用其函数。
3. 包含 list 头文件以使用其函数。
4. 调用 main() 函数。程序逻辑应添加到此函数的主体中。
5. 创建一个名为 my_list 的列表，其中包含 4 个整数。
6. 将元素 11 插入到名为 my_list 的列表的开头。
7. 将元素 18 插入到名为 my_list 的列表的末尾。
8. 创建一个迭代器 it，并使用它从列表 my_list 中查找元素 10。
9. 使用 if 语句确定是否找到了上述元素。
10. 如果找到了上述元素，则在它之前插入元素 21。
11. if 语句主体的结束。
12. 使用 for 循环创建一个循环变量 x。此变量将用于迭代列表元素。
13. 将列表的值打印到控制台。
14. for 循环体的结束。
15. main() 函数体结束。

从列表中删除

可以从列表中删除项目。erase() 函数允许您从列表中删除一个项目或一系列项目。

• 要删除单个项目，只需传递一个整数位置。该项目将被删除。
• 要删除一个范围，需要传递起始和结束迭代器。让我们演示一下。

示例4

#include <algorithm>
#include <iostream>
#include <list>
using namespace std;
int main() {
	std::list<int> my_list = { 12, 5, 10, 9 };
	cout << "List elements before deletion: ";
	for (int x : my_list) {
		std::cout << x << '\n';
	}
	list<int>::iterator i = my_list.begin();
	my_list.erase(i);
	cout << "\nList elements after deletion: ";
	for (int x : my_list) {
		std::cout << x << '\n';
	}
	return 0;
}

输出

这是代码的截图：

代码解释

1. 包含算法头文件以使用其函数。
2. 包含 iostream 头文件以使用其函数。
3. 包含 list 头文件以使用其函数。
4. 在程序中包含 std 命名空间，以便在使用其类时无需调用它。
5. 调用 main() 函数。程序逻辑应添加到此函数的主体中。
6. 创建一个名为 my_list 的列表，其中包含 4 个整数。
7. 在控制台打印一些文本。
8. 使用 for 循环创建一个循环变量 x。此变量将用于迭代列表元素。
9. 将列表的值打印到控制台。
10. for 循环体结束。
11. 创建一个指向列表第一个元素的迭代器 i。
12. 使用迭代器 i 指向的 erase() 函数。
13. 在控制台打印一些文本。
14. 使用 for 循环创建一个循环变量 x。此变量将用于迭代列表元素。
15. 将列表的值打印到控制台。这发生在删除之后。
16. for 循环体结束。
17. 程序在成功完成后必须返回值。
18. main() 函数体结束。

摘要

• std::list 是一种存储容器。
• 它允许在恒定时间内从任何位置插入和删除项目。
• 它被实现为双向链接
• std::list 数据可以双向和顺序访问。
• std::list 不支持快速随机访问。但是，它支持从所有方向的顺序访问。
• 您可以将 std::list 的列表元素分散在不同的内存块中。
• 您可以根据需要在运行时从两端收缩或扩展 std::list。
• 要将项目插入 std::list，我们使用 insert() 函数。
• 要从 std::list 中删除项目，我们使用 erase() 函数。