C++ 提高编程篇3.7：list容器

目录

1、list基本概念

2、list构造函数

3、list赋值和交换

4、list大小操作

5、list插入和删除

6、list数据存储

7、list反转和排序

8、排序案例

1、list基本概念

功能：将数据进行链式存储

链表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

STL中的链表是一个双向循环链表

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：

1. 采用动态存储分配，不会造成内存浪费和溢出

2. 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：

1. 链表灵活，但是空间(指针域)和时间(遍历)额外耗费较大

2. 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

2、list构造函数

功能：创建list容器

总结：list构造方式同其它几种STL常用容器熟悉掌握即可

list<T> lst;			// list采用模板类实现对象的默认构造方式
list(beg, end);			// 构造函数将[beg，end]区间中的元素拷贝给自身
list(n, elem);			// 构造函数将n个elem拷贝给自身
list(const list& lst);	// 拷贝构造函数
#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;
}


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

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);

	// 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, 1000);
	printList(L4);

}

int main()
{
	test01();

	system("pause");

	return 0;
}

3、list赋值和交换

功能：给list容器进行赋值，以及交换list容器

总结：list赋值和交换熟练使用即可

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与本身的元素互换
#include<iostream>
using namespace std;
#include<list>

// list容器 赋值和交换

//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与本身的元素互换

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

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

	// 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);

	// 区间方式构造
	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, 100);
	printList(L4);

}

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(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()
{
	test01();
	
	test02();

	system("pause");

	return 0;
}

4、list大小操作

功能：对list容器的大小进行操作

empty();					// 判断容器是否为空
size();					    // 返回容器中元素的个数
resize(num);			    // 重新指定容器的长度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
#include<iostream>
using namespace std;
#include<list>

// list容器大小操作
//empty();					// 判断容器是否为空
//size();					    // 返回容器中元素的个数
//resize(num);			// 重新指定容器的长度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)
{
	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;

	// 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);

	// 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的元素个数为：" << L1.size() << endl;
	}

	// 重新指定大小
	L1.resize(10);
	printList(L1);

	L1.resize(2);
	printList(L1);
}


int main()
{
	test01();

	system("pause");

	return 0;
}

5、list插入和删除

功能：给list容器进行数据的插入和删除

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

push_back(elem);		// 在容器尾部加入一个元素
push_front(elem);		// 在容器头部插入一个元素
pop_back();			// 删除容器最后一个元素
pop_front();			// 删除容器第一个元素
insert(pos, elem);		// 在pos位置插入一个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();					// 清空容器的所有数据
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
#include<iostream>
using namespace std;
#include<list>

// list容器的插入和删除

//push_back(elem);		// 在容器尾部加入一个元素
//push_front(elem);		// 在容器头部插入一个元素
//pop_back();			// 删除容器最后一个元素
//pop_front();			// 删除容器第一个元素
//insert(pos, elem);		// 在pos位置插入一个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();					// 清空容器的所有数据
//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 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;

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

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

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

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

	// insert插入
	list<int>::iterator it = L1.begin();
	L1.insert(++it, 1000);
	// 200 1000 100 10 20
	printList(L1);

	// 删除
	it = L1.begin();
	L1.erase(++it);
	// 1000 100 10 20
	printList(L1);

	// 移除
	L1.push_back(10000);
	L1.push_back(10000);
	L1.push_back(10000);
	L1.push_back(10000);
	printList(L1);

	L1.remove(10000);
	printList(L1);

	//清空
	L1.clear();
	printList(L1);

}


int main()
{
	test01();

	system("pause");

	return 0;
}

6、list数据存储

功能：对list容器中数据进行存取

总结：

list容器中不可以通过[ ]或者at方式访问数据

返回第一个元素 —— front

返回最后一个元素 —— back

front();	// 返回第一个元素
back();		// 返回最后一个元素
#include<iostream>
using namespace std;
#include<list>

// list容器数据存取
//front();		// 返回第一个元素
//back();		// 返回最后一个元素

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

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

	//L1[0] 不可以用[]访问list容器中的元素

	//L2.at(0)	不可以用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

	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++; // 支持双向
	it--; 

	//it = it + 1; //错误，不支持随机访问


}


int main()
{
	test01();

	system("pause");

	return 0;
}

7、list反转和排序

功能：将容器中的元素反转，以及将容器中的数据进行升序

总结：

反转 —— reverse

排序 —— sort (成员函数)

reverse();	// 反转链表
sort();		// 链表排序
#include<iostream>
using namespace std;
#include<list>
//#include<algorithm>

// list容器反转和排序

reverse();	// 反转链表
sort();		// 链表排序

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

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

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

	// 添加数据
	L1.push_back(20);
	L1.push_back(10);
	L1.push_back(50);
	L1.push_back(40);
	L1.push_back(30);

	cout << "反转前：" << endl;
	// 遍历容器
	printList(L1);

	cout << "反转后：" << endl;
	// 反转
	L1.reverse();
	printList(L1);
}

// 排序
void test02()
{
	// 创建list容器
	list<int>L1;

	// 添加数据
	L1.push_back(20);
	L1.push_back(10);
	L1.push_back(50);
	L1.push_back(40);
	L1.push_back(30);

	cout << "排序前：" << endl;
	// 遍历容器
	printList(L1);

	// 所有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
	//sort(L1.begin(), L1.end());
	L1.sort(); // 默认排序规则 从小到大 升序
	cout << "排序后：" << endl;
	// 反转
	printList(L1);

	L1.sort(myCompare);
	printList(L1);

}



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

总结：

1. 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

2. 高级排序只是在排序规则上再进行一次逻辑规则制定，并不复杂

#include<iostream>
using namespace std;
#include<string>
#include<list>
// list容器 排序案例 对于自定义数据类型 做排序

// 按照年龄进行升序，如果年龄相同按照身高进行排序

class Person
{
public:
	Person(string name, int age, int height)
	{
		this->m_Name = name;
		this->m_Age = age;
		this->m_Height = height;
	}

	string m_Name;  // 姓名
	int m_Age;		// 年龄
	int m_Height;	// 身高
};

bool ComparePerson(Person& p1, Person& p2)
{
	// 按照年龄 升序
	if (p1.m_Age == p2.m_Age)
	{
		// 年龄相同 按照身高降序
		return p1.m_Height > p2.m_Height;
	}
	else
	{
		return p1.m_Age < p2.m_Age;
	}

}


void test01()
{
	// 创建容器
	list<Person>L;

	// 添加数据
	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);

	// 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>::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()
{
	test01();

	system("pause");

	return 0;
}