C++ 标准库提供了丰富的功能，其中 <list> 是一个非常重要的容器类，用于存储元素集合，支持双向迭代器。
<list> 是 C++ 标准模板库（STL）中的一个序列容器，它允许在容器的任意位置快速插入和删除元素。与数组或向量（<vector>）不同，<list> 不需要在创建时指定大小，并且可以在任何位置添加或删除元素，而不需要重新分配内存。
语法
以下是 <list> 容器的一些基本操作：
特点
声明与初始化
<list> 的声明和初始化与其他容器类似：
#include <iostream> #include <list> int main() { std::list<int> lst1; // 空的list std::list<int> lst2(5); // 包含5个默认初始化元素的list std::list<int> lst3(5, 10); // 包含5个元素，每个元素为10 std::list<int> lst4 = {1, 2, 3, 4}; // 使用初始化列表 return 0; }
实例
下面是一个使用 <list> 的简单示例，包括创建列表、添加元素、遍历列表和输出结果。
#include <iostream>#include <list> int main() { // 创建一个整数类型的列表 std::list<int> numbers; // 向列表中添加元素 numbers.push_back(10); numbers.push_back(20); numbers.push_back(30); // 访问并打印列表的第一个元素 std::cout << "First element: " << numbers.front() << std::endl; // 访问并打印列表的最后一个元素 std::cout << "Last element: " << numbers.back() << std::endl; // 遍历列表并打印所有元素 std::cout << "List elements: "; for (std::list<int>::iterator it = numbers.begin(); it != numbers.end(); ++it) { std::cout << *it << " "; } std::cout << std::endl; // 删除列表中的最后一个元素 numbers.pop_back(); // 再次遍历列表并打印所有元素 std::cout << "List elements after removing the last element: "; for (std::list<int>::iterator it = numbers.begin(); it != numbers.end(); ++it) { std::cout << *it << " "; } std::cout << std::endl; return 0;}
输出结果:
First element: 10 Last element: 30 List elements: 10 20 30 List elements after removing the last element: 10 20
常用成员函数
以下是 <list> 中一些常用的成员函数：
push_back(const T& val)
push_front(const T& val)
pop_back()
pop_front()
insert(iterator pos, val)
erase(iterator pos)
clear()
size()
empty()
front()
back()
remove(const T& val)
sort()
merge(list& other)
reverse()
begin()
end()
1、基本操作
#include <iostream>#include <list> int main() { std::list<int> lst = {10, 20, 30}; // 插入和删除元素 lst.push_front(5); // 在头部插入5 lst.push_back(40); // 在尾部插入40 lst.pop_front(); // 删除头部元素 lst.pop_back(); // 删除尾部元素 // 输出链表内容 std::cout << "List elements: "; for (const auto& elem : lst) { std::cout << elem << " "; } std::cout << std::endl; return 0;}
2、插入和删除特定位置的元素
#include <iostream>#include <list> int main() { std::list<int> lst = {1, 2, 3, 4, 5}; auto it = lst.begin(); std::advance(it, 2); // 移动迭代器到第3个元素（值为3） lst.insert(it, 10); // 在第3个元素前插入10 lst.erase(it); // 删除第3个元素 // 输出链表内容 std::cout << "List elements: "; for (const auto& elem : lst) { std::cout << elem << " "; } std::cout << std::endl; return 0;}
3、排序和去重
#include <iostream>#include <list> int main() { std::list<int> lst = {3, 1, 4, 1, 5, 9, 2, 6, 5, 3, 5}; lst.sort(); // 排序 lst.unique(); // 删除相邻重复元素 // 输出链表内容 std::cout << "Sorted and unique list: "; for (const auto& elem : lst) { std::cout << elem << " "; } std::cout << std::endl; return 0; }
4、合并和反转
#include <iostream>#include <list> int main() { std::list<int> lst1 = {1, 3, 5, 7}; std::list<int> lst2 = {2, 4, 6, 8}; lst1.merge(lst2); // 合并两个已排序的链表 lst1.reverse(); // 反转链表 // 输出链表内容 std::cout << "Merged and reversed list: "; for (const auto& elem : lst1) { std::cout << elem << " "; } std::cout << std::endl; return 0;}
与其他容器对比
std::list
std::vector
std::deque
注意事项
<list> 的元素是按插入顺序存储的，而不是按元素值排序。
由于 <list> 的元素存储在不同的内存位置，所以它不适合需要随机访问的场景。
与向量相比，<list> 的内存使用效率较低，因为每个元素都需要额外的空间来存储指向前后元素的指针。
通过这个简单的介绍和示例，初学者应该能够对 C++ 的 <list> 容器有一个基本的了解，并能够开始使用它来解决实际问题。
