list容器

目录

1.介绍（cv的，网上太多了）

 2.使用

2.1构造函数

2.2迭代器

begin(),end(),rbegin(),rend(),cbegin(),cend(),crbegin(),crend()

遍历方式

2.3 容量

empty()

size()

max_size()

2.4元素遍历

 front()

back()

2.5修改

assign()

push_front()

pop_front()

push_back()

pop_back()

insert()

erase()

swap()

resize()

clear()

2.6操作

 reverse()

sort()

merge()

unique()

remove()

remove_if()

splice()

3.模拟

使用这一块我会写的比较简洁，实在是前面vector和string已经写了很多相同的了

1.介绍（cv的，网上太多了）

1. list 是可以在常数范围内在任意位置进行插入和删除的序列式容器，并且该容器可以前后双向迭代。

2. list 的底层是双向链表结构，双向链表中每个元素存储在互不相关的独立节点中，在节点中通过指针指向

其前一个元素和后一个元素。

3. list 与 forward_list 非常相似：最主要的不同在于 forward_list 是单链表，只能朝前迭代，已让其更简单高

效。

4. 与其他的序列式容器相比 (array ， vector ， deque) ， list 通常在任意位置进行插入、移除元素的执行效率

更好。

5. 与其他序列式容器相比， list 和 forward_list 最大的缺陷是不支持任意位置的随机访问，比如：要访问 list

的第 6 个元素，必须从已知的位置 ( 比如头部或者尾部 ) 迭代到该位置，在这段位置上迭代需要线性的时间

开销； list 还需要一些额外的空间，以保存每个节点的相关联信息 ( 对于存储类型较小元素的大 list 来说这

可能是一个重要的因素 )

 2.使用

2.1构造函数

//第一种常用//第一个参数给数量，第二个参数给初始化的值，比如2个3list<int>i(2,3);//3 3//第二种常用//给一个迭代器区间（可以是指针）list<int>i1(i.begin(), i.end());//3 3//第三种常用//拷贝构造list<int>l3(i1);//3 3当然还有就是无参构造
list()

另外，还有一个就是=的运算符重载

也就是说，可以这样写

	list<int>i1(3,6);list<int>l3 = i1;//注意，这其实还是拷贝构造，赋值是两个都已存在的实体类之间list<int>j;j = l3;//这才是赋值

2.2迭代器

begin(),end(),rbegin(),rend(),cbegin(),cend(),crbegin(),crend()

我们要知道，list是个双向循环的链表，也就是说，每个节点，都存在着前驱和后驱。

begin()和rend()，指向的就是第一个节点（有效节点）,rbegin()和end()指向的就是头结点（不存有效数据）

begin(),end()如果++，是向后移动，rbegin(),rend()是向前移动

至于加个c，纯粹就是const修饰的迭代器罢了

遍历方式

list没有[]的重载，因为list的每个元素，物理空间不一定连续，那么就不能用指针+-的方式来随机访问，因此这里只能用迭代器遍历的方式

	list<int>i = { 2,3,4,5,6,6,7,8 };list<int>::iterator it = i.begin();while (it != i.end()){cout << (*it) << " ";it++;}
或者范围for（但范围for本质还是迭代器）

2.3 容量

empty()

很经典的判断容器里面是否还未空，是返回true，否返回false

size()

返回有效数据个数

max_size()

返回最大能存的数据个数（取决于编译环境）

2.4元素遍历

 front()

返回容器第一个元素，分两种重载，即非const和const（避免权限放大）

back()

返回容器最后一个元素，同样两种重载，非const和const（原因同理）

2.5修改

assign()

	list<int>i = { 2,3,4,5,6,6,7,8 };//void assign (size_type n, const value_type& val);list<int>c;c.assign(4, 5);//c : 5555//注意是替换，不是追加//template <class InputIterator>//void assign(InputIterator first, InputIterator last);c.assign(i.begin(), i.end());//c:2,3,4,5,6,6,7,8//注意，是替换，不是追加

push_front()

就是在第一个元素前插入一个数据

pop_front()

删除第一个元素

push_back()

在最后插入一个数据

pop_back()

删除最后一个数据

insert()

	list<int>i = { 2,3,4,5,6,6,7,8 };//第一种//iterator insert (iterator position, const value_type& val);//在迭代器指定位置插入一个数据list<int>::iterator it = i.begin();while (it != i.end()){if ((*it) == 4)break;it++;}it=i.insert(it, 4);cout << (*it);cout << endl;//这个重载还会返回迭代器，比如插入了一个4，那返回的就是指向这个4的迭代器//i: 2,3,4,4,5,6,6,7,8//第二种//void insert (iterator position, size_type n, const value_type& val);//注意，这个重载是插入多个相同值的元素i.insert(it, 4,6);//i:2 3 4 6 6 6 6 4 5 6 6 7 8it = i.begin();list<int>c;//第三种,迭代器区间//template <class InputIterator>//void insert(iterator position, InputIterator first, InputIterator last);c.insert(c.begin(),i.begin(), i.end());//c::2 3 6 6 6 6 4 4 5 6 6 7 8

erase()

	list<int>i = { 2,3,4,5,6,6,7,8 };list<int>::iterator it = i.begin();while ((*it) != 4)it++;//第一种//iterator erase (iterator position);//删除迭代器指向数据，返回删除之后，新的原相对位置的数据的迭代器it=i.erase(it);//i:2 3 5 6 6 7 8//第二种，删除迭代器区间的元素//iterator erase (iterator first, iterator last);while ((*it) != 6)it++;i.erase(it, i.end());//i:2 3 5

swap()

简单的交换

resize()

扩容

void resize (size_type n, value_type val = value_type());
给n个空间大小，初始化值val
这里是调用无参构造

clear()

清空容器

2.6操作

 reverse()

经典的逆置函数

	list<int>i = { 2,3,4,5,6,6,7,8 };i.reverse();//i:8 7 6 6 5 4 3 2

sort()

排序，默认从小到大排，你可以自己写个规则,用法跟algorithm的sort()一样

之所以单独提供，是因为链表的物理空间不连续，而算法库的sort是针对连续物理空间的

而且算法库用的是快排，而链表这里用的是归并

平时用的话，速度还不如直接拷贝到vector，用算法库的sort之后，再拷贝回链表快

merge()

合并两个有序的链表，注意一定要有序，然后根据规则（默认从小到大），跟algorithm的sort()一样.

unique()

去重，注意，相同的必须紧邻，所以你可以先sort()，如果为了适配自定义类型，可以自己写个规则，跟algorithm的sort()一样

remove()

跟erase的最大区别就是，不用给迭代器，只用给值，相当于容器自己找

remove_if()

满足条件才删除

splice()

	list<int>i = { 2,3,4,5,6,6,7,8 };list<int>b = { 6,7,8,9,0,34,12,1 };//第一种//void splice (iterator position, list& x);//直接把x的所有节点都转移过去，x变空i.splice(i.begin(), b);//i:6 7 8 9 0 34 12 1 2 3 4 5 6 6 7 8//void splice (iterator position, list& x, iterator i);list<int>c= { 6,7,8,9,0,34,12,1 };i.splice(i.begin(), c, c.begin());//i:6 6 7 8 9 0 34 12 1 2 3 4 5 6 6 7 8//是将第二个参数指向的链表中的最后一个参数的位置的值转移过去//c的第一个6会没掉//void splice (iterator position, list& x, iterator first, iterator last);//这个就不示范了，就是把一个区间的节点转移过去

注意，可以自己转移自己，就是在一个链表里面转移

3.模拟

反向迭代器，我在这里先不实现，等后面另一篇文章的时候再补充上去

#pragma once
#include<assert.h>
namespace manba {//注意，这个是节点的类，我们实现的是双向带头链表，所以要有前驱和后驱template<class T>struct ListNode {ListNode<T>* _next;//前驱ListNode<T>* _prev;//后驱//注意<>在类里面，是可以忽略的，但我们严谨一些T _data;//存数据ListNode(const T& x=T())//默认构造函数，方便后面调用,因为不确定参数类型，所以默认值//直接用T类型的默认构造即可，不管是内置还是自定义都可以符合:_next(nullptr), _prev(nullptr), _data(x){}};//这里通过Ref，第二个模板参数，简约的实现了const迭代器和正常迭代器的转换//ptr控制的是配合重载->，区分const迭代器和普通迭代器template<class T,class Ref,class Ptr>struct _list_iterator {typedef ListNode<T> Node;//注意，类名<T>才是一个链表节点类型，这里重命名一下，方便后面少写点typedef _list_iterator<T,Ref,Ptr> self;//跟上面一个同理,这里是一个链表迭代器类型Node* _node;//迭代器本质还是指针，只是因为原始指针针对物理空间不连续的容器，无法实现++//而我们无法重载指针，所以我们采用封装的方式，将指针封装起来，将封装起来的迭代器//重载前后置++，前后置--，解引用*等运算符，理由前驱后驱指针，实现向前向后走_list_iterator(Node* node)//这里是默认构造，方便各种调用:_node(node){}//前置++self& operator++(){_node = _node->_next;return *this;}//后置++//注意，这里我们返回的时候不用&，因为tmp是局部变量，函数结束后会销毁，所以直接返回迭代器类型self operator++(int){self tmp(*this);_node = _node->_next;return tmp;}//前置--self& operator--() {_node = _node->_prev;return *this;}//后置--，理由同理self operator--(int){self tmp(*this);_node = _node->_prev;return tmp;}//解引用,利用ref，实现const迭代器和普通迭代器Ref operator*(){return _node->_data;}//不等于bool operator !=(const self& s){return _node != s._node;}//等于bool operator==(const self& s){return _node == s._node;}Ptr operator->(){return &_node->_data;}/*struct AA {int b;AA(int a = 1):b(a){}};*//*manba::List<manba::AA> l1;l1.push_back(3);l1.push_back(7);l1.push_back(9);l1.push_back(12);manba::List<manba::AA>::iterator it = l1.begin();while (it != l1.end()){cout << it.operator->()->b << endl;cout<<it->b<<endl;it++;}cout << endl;*/};//const迭代器//template<class T>//struct _list_const_iterator {//	typedef ListNode<T> Node;//	//注意，类名<T>才是一个链表节点类型，这里重命名一下，方便后面少写点//	typedef _list_const_iterator<T> self;//	//跟上面一个同理,这里是一个链表迭代器类型//	Node* _node;//	//迭代器本质还是指针，只是因为原始指针针对物理空间不连续的容器，无法实现++//	//而我们无法重载指针，所以我们采用封装的方式，将指针封装起来，将封装起来的迭代器//	//重载前后置++，前后置--，解引用*等运算符，理由前驱后驱指针，实现向前向后走//	_list_const_iterator(Node* node)//这里是默认构造，方便各种调用//		:_node(node)//	{}//	//前置++//	self& operator++()//	{//		_node = _node->_next;//		return *this;//	}//	//后置++//	//注意，这里我们返回的时候不用&，因为tmp是局部变量，函数结束后会销毁，所以直接返回迭代器类型//	self operator++(int)//	{//		self tmp(*this);//		_node = _node->_next;//		return tmp;//	}//	//前置--//	self& operator--() {//		_node = _node->_prev;//		return *this;//	}//	//后置--，理由同理//	self operator--(int)//	{//		self tmp(*this);//		_node = _node->_prev;//		return tmp;//	}//	//解引用//	const T& operator*()//	{//		return _node->_data;//	}//	//不等于//	bool operator !=(const self& s)//	{//		return _node != s._node;//	}//	//等于//	bool operator==(const self& s)//	{//		return _node == s._node;//	}//};template<class T>class List {typedef ListNode<T> Node;public:typedef _list_iterator<T,T&,T*> iterator;//typedef _list_const_iterator<T> const_iterator;//这里迭代器直接传const类型的模板参数typedef _list_iterator<T, const T&,const T*> const_iterator;//跟上面一样//空链表初始化void empty_init() {_head = new Node;_head->_next = _head;_head->_prev = _head;}//默认构造函数List() {empty_init();}//拷贝构造函数//List(const List<T> &cp)List(List<T>& cp){empty_init();for (const auto& e : cp){push_back(e);}}//交换函数,交换物理地址void swap(List<T>&t){std::swap(_head, t._head);}//赋值//第一种//List<T>& operator=(const List<T>& t2)/*List<T>& operator=( List<T>& t2){if (this != &t2){clear();for (const auto& e : t2){push_back(e);}}return *this;}*///第二种//这个方法的妙处在于，因为外面要赋值的链表是直接通过拷贝构造直接给了t2链表// ，也就是传值。//而拷贝构造我们用的是深拷贝，这样t2的空间和外面的类是不一样的，如此，直接//让this链表和t2交换，函数结束之后，t2作为局部变量，t2会自动调用析构函数。List<T>& operator=(List<T> t2){swap(t2);return *this;}//返回第一个有效节点的迭代器iterator begin(){return _head->_next;}iterator end(){return _head;}//返回第一个有效节点的const迭代器const_iterator begin() const{return _head->_next;}const_iterator end() const{return _head;}//尾插void push_back(const T& x){insert(iterator(_head), x);}//头插void push_front(const T& x){insert(begin(), x);}//尾删void pop_back(){erase(--end());}//头删void pop_front(){erase(begin());}//在指定位置前面插入//vector 迭代器在insert会失效，list不会iterator insert(iterator pos, const T& x){Node* cur = pos._node;Node* prev = cur->_prev;Node* newnode = new Node(x);prev->_next = newnode;newnode->_prev = prev;newnode->_next = cur;cur->_prev = newnode;return iterator(newnode);}//删除指定位置iterator erase(iterator pos){assert(pos != end());Node* cur = pos._node;Node* prev = cur->_prev;Node* next = cur->_next;prev->_next = next;next->_prev = prev;delete cur;return next;}  //注意，vector在insert和erase处都会有迭代器失效的风险，所以要注意返回值。//而list在insert处不会，不用担心，但是erase处就要考虑这个问题了，要注意接收返回值。//更详细的，可以参考我在vector文章里，vector的模拟中对insert和erase的模拟。//另外补充一下，vector处的erase会出现迭代器失效，主要是针对vs的强制检查和如果删除了最后一个//元素，会导致迭代器超出了数组有效范围。//而对于list的erase，因为链表底层物理不一定是连续的，这样原迭代器封装的指针指向的空间是非法空间，//所以要注意返回值。//清空链表void clear(){iterator it = begin();while (it != end()){it = erase(it);}}//析构函数~List(){clear();delete _head;_head = nullptr;}private:Node* _head;//头结点，注意，整个list是左闭右开，head是也是end()返回的};}