c++之list容器

卷卷的小趴菜学编程

1125人浏览 · 2025-01-21 14:29:05

卷卷的小趴菜学编程 · 2025-01-21 14:29:05 发布

1.前言

我们这里的List（链表）是带头双向循环链表，这一点在下一篇文章的对list的模拟实现是至关重要的，本篇文章主要讲解的是c++自带的list的相关接口！

2.接口及其应用

2.1 遍历数据（迭代器和范围for)

遍历list的方法和以往我们遍历vector,string的方式类似，一种是用迭代器，另外一种则是利用范围for，二者本质是一样的

2.2 替换数据（assign函数）

简单来说，就是assign我们要传两个参数，lt.assign(x,y),结果就是输出x个y！

代码如下：

void list_test2()     //验证assign的作用
{
	list<int> lt1 = { 1,2,3,4,5,6,7,8,9 };
	list<int>::iterator it = lt1.begin();
	while (it != lt1.end())
	{
		cout << *it << " ";
		it++;
	}
	cout << endl;
	lt1.assign(3, 2);
	for (auto e : lt1)
	{
		cout << e << " ";
	}
	cout << endl;
	lt1.assign(10, 1);
	for (auto e : lt1)
	{
		cout << e << " ";
	}
}

运行结果：

2.3 插入数据（push_back\emplace_back)

插入数据（以尾插为例）可以用push_back函数以及emplace_back函数

下面谈一下二者的异同点:

同：1.两者都用于在容器的末尾添加元素，扩展容器的大小。

2.它们都可以用于支持动态扩展的容器，如 std::vector、std::list、std::deque 等。

异：1.push_back接受一个已经构造好的对象作为参数，并将其复制或移动到中。需要先构造一个对象，然后将其复制或移动到容器中。如果对象的构造和复制/移动操作代价较高，性能受到影响。

2.emplace_back接受构造参数，并在容器的末尾原地构造对象，避免了额外的复制或移动操作。直接在容器分配的内存中构造对象，减少了不必要的复制或移动操作，通常性能更高。

代码如下：

struct A
{
	A(int a1 = 1, int a2 = 2,int a3=3)
		:_a1(a1)
		, _a2(a2)
		,_a3(a3)
	{}
	int _a1;
	int _a2;
	int _a3;
};
ostream& operator<<(ostream& out,A& lt)     //你的范围for每个元素的类型是A， 所以要换成A&， 然后函数里面打印的时候，需要指定A里面的成员变量。
{
	out << lt._a1<<lt._a2<<lt._a3;
	return out;
}
void list_test3()    //插入数据的方法
{
	//法一）直接利用库函数
	list<int> lt;
	// 只能插入int
	lt.push_back(1);
	lt.push_back(2);
	// 插入int
	lt.emplace_back(3);
	lt.emplace_back(4);
	
	for (auto e : lt)
	{
		cout << e << " ";
	}
	cout << endl;
	//其余插入数据的方法：利用构造
	list<A> lt2;
	A aa1(2, 2, 1);
	lt2.push_back(aa1);
	for (auto e1 : lt2)
	{
		cout << e1 << " ";
	}
	cout << endl;
	lt2.push_back(A(2, 6, 5));
	lt2.push_back({ 2,9,1 });

	lt2.emplace_back(aa1);
	lt2.emplace_back(A(2, 2, 5));
	//更高效
	lt2.emplace_back(2, 2, 1);
	for (auto e1 : lt2)
    {
	    cout << e1 << " ";
    }
    cout << endl;
}

运行结果：

2.4 删除数据（remove函数）

简单来说，就是移除指定数字，即lt.remove(x),就是移除lt中所有值为x的数

代码如下：

void list_test4()      //remove
{
	list<int> lt = { 1,2,3,5,5,5,7,8,5 };
	list<int>::iterator it = lt.begin();
	while (it != lt.end())
	{
		cout << *it << " ";        //1 2 3 5 5 5 7 8 5
		++it;
	}
	cout << endl;
	lt.remove(100);     //没有要移动的数字就不动了
	for (auto ch : lt)
	{
		cout << ch << " ";        //1 2 3 5 5 5 7 8 5
	}
	cout << endl;
	lt.remove(5);    //删除所有的5
	for (auto e : lt)
	{
		cout << e << " ";        //1 2 3 7 8
	}
	cout << endl;
	lt.remove(3);
	for (auto e1 : lt)
	{
		cout << e1 << " ";      //1 2 7 8
	}
}

2.5 对数据的排序

说明：sort()函数是默认排升序的，如果想排降序，则需要使用greater

代码如下：

void list_test5()     //排序
{
	list<int> lt = { 10,6,2,8,3,1,5,95 };
	for (auto e : lt)
	{
		cout << e << " ";
	}
	cout << endl;
	// 不支持
 // sort(lt1.begin(), lt1.end())
	lt.sort();           //默认排升序
	for (auto e1 : lt)
	{
		cout << e1 << " ";
	}
	cout << endl;

	//排降序
	//法一）
	
	//greater<int> gt;
	//lt.sort(gt);
	
	//法二）对上述进行简化
	lt.sort(greater<int>());
	for (auto e1 : lt)
	{
		cout << e1 << " ";
	}
	cout << endl;
}

运行结果:

2.5 数据去重（unique函数）

有一点值得注意的是，其与remove(x)函数不同，remove函数是移除所有值为x的数，没有什么要求，但是unique函数，不会将所有值为x的数都移除走，实现的功能是去重，必须是当有n个x相连时，才可以把后面n-1个x移除掉，而且必须是在有序的情况下，其工作原理可以类比数据结构的双指针法

代码如下：

void list_test6()    //unique,必须要在有序的情况下使用，升降序都行
{
	list<int> lt = { 10,2,5,3,2,6,2,2,1,3 };
	for (auto e : lt)
	{
		cout << e << " ";
	}
	cout << endl;
	lt.sort(greater<int>());
	for (auto e2 : lt)
	{
		cout << e2 << " ";
	}
	cout << endl;
	lt.unique();
	for (auto e3 : lt)
	{
		cout << e3 << " ";
	}
	cout << endl;
}

运行结果：

2.6 数据移动(splice函数）

说明：splice函数有以下三种用法：

用法一）将一个列表的所有元素移动到另一个列表的指定位置

解释：将 other 中的所有元素移动到当前列表的 pos 指向的位置之前

示例：

用法二）将一个列表中的单个元素移动到另一个列表的指定位置

解释：将 other 中由 it 指向的单个元素移动到当前列表的 pos 指向的位置之前

示例：

用法三）将一个列表中指定范围的元素移动到另一个列表的指定位置

解释：将 other 中从 first 到 last（不包括 last）范围内的元素移动到当前列表的 pos 指向的位置之前

示例：

代码如下（补充）

void list_test7()
{
	list<int> lt = { 1,3,5,7,9 };
	list<int> lt2 = { 2,4,6,8,10 };
	cout << "lt:";
	for (auto e : lt)
	{
		cout << e << " ";           //lt:1 3 5 7 9
	}
	cout << endl;
	cout << "lt2:";
	for (auto e : lt2)
	{
		cout << e << " ";           //lt:2 4 6 8 10
	}
	cout << endl;
	// 1移动到尾部
	lt.splice(lt.end(), lt, lt.begin());
	for (auto e3 : lt)
	{
		cout << e3 << " ";         //3 5 7 9 1
	}
	cout << endl;
	//将 lt2 中的所有元素移动到当前列表的 lt 指向的位置之前
	lt.splice(lt.begin(), lt2);
	for (auto e3 : lt)
	{
		cout << e3 << " ";        //2 4 6 8 10 3 5 7 9 1
	}
	cout << endl;
}

最后，附上总的代码

#include<iostream>
#include<list>
using namespace std;

void list_test1()
{
	list<int> lt1;
	lt1.push_back(1);
	lt1.push_back(2);
	lt1.push_back(3);
	lt1.push_back(4);
	lt1.push_back(5);
	lt1.push_back(6);

	list<int> lt2 = { 6,5,4,3,2,1 };

	//两种遍历的方式
	//法一）直接用迭代器,相当于指针
	list<int>::iterator it1 = lt1.begin();
	while (it1 != lt1.end())
	{
		cout << *it1 << " ";
		++it1;
	}
	cout << endl;

	//法二）用范围for,但是本质还是迭代器，能用迭代器就能用范围for
	for (const auto e : lt2)
	{
		cout << e << " ";
	}
	cout << endl;
}

void list_test2()     //验证assign的作用
{
	list<int> lt1 = { 1,2,3,4,5,6,7,8,9 };
	list<int>::iterator it = lt1.begin();
	while (it != lt1.end())
	{
		cout << *it << " ";
		it++;
	}
	cout << endl;
	lt1.assign(3, 2);
	for (auto e : lt1)
	{
		cout << e << " ";
	}
	cout << endl;
	lt1.assign(10, 1);
	for (auto e : lt1)
	{
		cout << e << " ";
	}
}
struct A
{
	A(int a1 = 1, int a2 = 2,int a3=3)
		:_a1(a1)
		, _a2(a2)
		,_a3(a3)
	{}
	int _a1;
	int _a2;
	int _a3;
};
ostream& operator<<(ostream& out,A& lt)     //你的范围for每个元素的类型是A， 所以要换成A&， 然后函数里面打印的时候，需要指定A里面的成员变量。
{
	out << lt._a1<<lt._a2<<lt._a3;
	return out;
}
void list_test3()    //插入数据的方法
{
	//法一）直接利用库函数
	list<int> lt;
	// 只能插入int
	lt.push_back(1);
	lt.push_back(2);
	// 插入int
	lt.emplace_back(3);
	lt.emplace_back(4);
	
	for (auto e : lt)
	{
		cout << e << " ";
	}
	cout << endl;
	//其余插入数据的方法：利用构造
	list<A> lt2;
	A aa1(2, 2, 1);
	lt2.push_back(aa1);
	for (auto e1 : lt2)
	{
		cout << e1 << " ";
	}
	cout << endl;
	lt2.push_back(A(2, 6, 5));
	lt2.push_back({ 2,9,1 });

	lt2.emplace_back(aa1);
	lt2.emplace_back(A(2, 2, 5));
	//更高效
	lt2.emplace_back(2, 2, 1);
	for (auto e1 : lt2)
    {
	    cout << e1 << " ";
    }
    cout << endl;
}
void list_test4()      //remove
{
	list<int> lt = { 1,2,3,5,5,5,7,8,5 };
	list<int>::iterator it = lt.begin();
	while (it != lt.end())
	{
		cout << *it << " ";        //1 2 3 5 5 5 7 8 5
		++it;
	}
	cout << endl;
	lt.remove(100);     //没有要移动的数字就不动了
	for (auto ch : lt)
	{
		cout << ch << " ";        //1 2 3 5 5 5 7 8 5
	}
	cout << endl;
	lt.remove(5);    //删除所有的5
	for (auto e : lt)
	{
		cout << e << " ";        //1 2 3 7 8
	}
	cout << endl;
	lt.remove(3);
	for (auto e1 : lt)
	{
		cout << e1 << " ";      //1 2 7 8
	}
}
void list_test5()     //排序
{
	list<int> lt = { 10,6,2,8,3,1,5,95 };
	for (auto e : lt)
	{
		cout << e << " ";
	}
	cout << endl;
	// 不支持
 // sort(lt1.begin(), lt1.end())
	lt.sort();           //默认排升序
	for (auto e1 : lt)
	{
		cout << e1 << " ";
	}
	cout << endl;

	//排降序
	//法一）
	
	//greater<int> gt;
	//lt.sort(gt);
	
	//法二）对上述进行简化
	lt.sort(greater<int>());
	for (auto e1 : lt)
	{
		cout << e1 << " ";
	}
	cout << endl;
}
void list_test6()    //unique,必须要在有序的情况下使用，升降序都行
{
	list<int> lt = { 10,2,5,3,2,6,2,2,1,3 };
	for (auto e : lt)
	{
		cout << e << " ";
	}
	cout << endl;
	lt.sort(greater<int>());
	for (auto e2 : lt)
	{
		cout << e2 << " ";
	}
	cout << endl;
	lt.unique();
	for (auto e3 : lt)
	{
		cout << e3 << " ";
	}
	cout << endl;
}
void list_test7()
{
	list<int> lt = { 1,3,5,7,9 };
	list<int> lt2 = { 2,4,6,8,10 };
	cout << "lt:";
	for (auto e : lt)
	{
		cout << e << " ";           //lt:1 3 5 7 9
	}
	cout << endl;
	cout << "lt2:";
	for (auto e : lt2)
	{
		cout << e << " ";           //lt:2 4 6 8 10
	}
	cout << endl;
	// 1移动到尾部
	lt.splice(lt.end(), lt, lt.begin());
	for (auto e3 : lt)
	{
		cout << e3 << " ";         //3 5 7 9 1
	}
	cout << endl;
	//将 lt2 中的所有元素移动到当前列表的 lt 指向的位置之前
	lt.splice(lt.begin(), lt2);
	for (auto e3 : lt)
	{
		cout << e3 << " ";        //2 4 6 8 10 3 5 7 9 1
	}
	cout << endl;
}
int main()
{
	//list_test1();
	//list_test2();
      //list_test3();
	//list_test4();
	//list_test5();
	//list_test6();
	list_test7();
	return 0;
}

本文到此结束，如有不恰当指出，欢迎指正！下一篇我们将讲解如何自己实现list类！

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