【C++入门到精通】C++入门 —— list (STL)

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前言
一、list简介
- 1.概念
- 2.特点
- 二、list的使用
- - 1.list的构造
  - 2.常见的操作
  - - ⭕std::list类型的增、删、查、改
    - 三、list与vector的对比
    - 温馨提示
      前言
      
      文章绑定了VS平台下std::list的源码，大家可以下载了解一下😍
      
      前面我们讲了C语言的基础知识，也了解了一些数据结构，并且讲了有关C++的命名空间的一些知识点以及关于C++的缺省参数、函数重载，引用和内联函数也认识了什么是类和对象以及怎么去new一个 ‘对象’ ，以及学习了几个STL的结构也相信大家都掌握的不错，接下来博主将会带领大家继续学习有关C++比较重要的知识点—— list（STL）。下面话不多说坐稳扶好咱们要开车了😍
      
      一、list简介
      
      1.概念
      
      std::list是C++标准库中的双向链表容器。(这里有官方介绍链接) 它支持在任意位置进行快速插入和删除操作，并且在需要对元素进行频繁的插入和删除操作时，通常比std::vector更高效。std::list的元素不是在连续内存中存储，而是通过指针相互连接在一起。
      
      2.特点
      1. 双向访问：std::list的元素可以通过双向迭代器从前向后或者从后向前进行访问。
      2. 插入和删除操作高效：由于std::list的元素是通过指针连接在一起的，插入和删除操作只需要修改相邻元素的指针，因此在任意位置进行插入和删除操作的时间复杂度是O(1)。
      3. 不支持随机访问：由于std::list的元素不是在连续内存中存储的，因此不能通过下标来随机访问元素。如果需要随机访问元素，可以考虑使用std::vector或者std::array。
      4. 内存占用相对较大：由于每个元素都需要额外的指针来连接其他元素，std::list的内存占用相对较大。
      二、list的使用
      
      list 中的接口比较多，此处类似，只需要掌握如何正确的使用，然后再去深入研究背后的原理，已达到可扩展的能力。以下为list中一些常见的重要接口。
      
      1.list的构造
      
      std::list类提供了多个构造函数，用于创建和初始化std::list对象。官方链接点这里跳转下面是常用的构造函数列表：
      1. 默认构造函数：
        
        std::list myList;
        
        创建一个空的std::list对象，其中T是元素的类型。
      2. 带有容量参数的构造函数：
        
        std::list myList(size, value);
        
        创建一个包含size个元素的std::list对象，每个元素的值都是value。
      3. 区间构造函数：
        
        std::list myList(first, last);
        
        创建一个std::list对象，其中包含[first, last)区间的元素。first和last是输入迭代器，用于指定要拷贝到新std::list中的元素范围。
      4. 拷贝构造函数：
        
        std::list myList(otherList);
        
        创建一个std::list对象，其中包含与otherList相同的元素。这将执行深拷贝，即将otherList中的元素复制到新的std::list对象中。
      5. 移动构造函数：
        
        std::list myList(std::move(otherList));
        
        创建一个std::list对象，并从其他std::list对象otherList中移动元素到新的std::list对象中。在移动构造函数后，otherList将为空。
      注意：上述构造函数中的T表示元素的类型，可以是任何有效的C++类型。
```
#include 
int main() {
    // 默认构造函数
    std::list myList;
    // 带有容量参数的构造函数
    std::list myList2(5, 10); // 包含5个值为10的元素
    // 区间构造函数
    int arr[] = {1, 2, 3, 4, 5};
    std::list myList3(std::begin(arr), std::end(arr)); // 包含数组arr的元素
    // 拷贝构造函数
    std::list myList4(myList2);
    // 移动构造函数
    std::list myList5(std::move(myList4)); // myList4将为空
    return 0;
}
```
      这些是std::list常用的构造函数示例。你可以根据自己的需求选择适当的构造函数来创建std::list对象。
      
      2.常见的操作
      
      ⭕std::list类型的增、删、查、改
      1. 插入元素：
        
        push_back(value)：在列表的末尾插入一个元素。
        push_front(value)：在列表的开头插入一个元素。
        insert(pos, value)：在指定位置pos之前插入一个元素。
        
        删除元素：
        
        pop_back()：删除列表末尾的元素。
        pop_front()：删除列表开头的元素。
        erase(pos)：删除指定位置pos处的元素。
        erase(first, last)：删除从[first, last)范围内的所有元素。
        
        访问元素：
        
        front()：返回列表的第一个元素的引用。
        back()：返回列表的最后一个元素的引用。
        
        迭代器操作：
        
        begin()：返回指向列表第一个元素的迭代器。
        end()：返回指向最后一个元素之后位置的迭代器。
        rbegin()：返回指向列表最后一个元素的逆向迭代器。
        rend()：返回指向第一个元素之前位置的逆向迭代器。
        
        大小和清空操作：
        
        size()：返回列表中元素的数量。
        empty()：检查列表是否为空。
        clear()：清除列表中的所有元素。
        
        修改元素：
        
        assign(first, last)：用[first, last)范围内的元素替换列表的内容。
        assign(n, value)：用n个值为value的元素替换列表的内容。
        resize(count)：改变列表的大小，使其包含count个元素，并根据需要插入或删除元素。
        swap(otherList)：交换当前列表与otherList之间的内容。
        
        查找和排序：
        
        find(value)：返回指向第一个值为value的元素的迭代器；如果找不到，则返回end()。
        sort()：按升序对列表中的元素进行排序。
        reverse()：反转列表中的元素的顺序。
      以上只是std::list的一些常见操作，还有很多其他的成员函数可用于更复杂的操作。这里有官方的链接你可以根据具体的需求选择适当的操作。
      
      以下是一些示例，展示了std::list的常见操作：
```
#include 
#include 
int main() {
    std::list myList;
    // 插入元素
    myList.push_back(1);
    myList.push_front(2);
    myList.insert(std::next(myList.begin()), 3);
    // 删除元素
    myList.pop_back();
    myList.pop_front();
    myList.erase(std::next(myList.begin()));
    // 访问元素
    std::cout 
        std::cout 
        std::cout 
        std::cout 
```