list介绍

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)

list的默认成员函数

构造函数

从介绍上面来看，这里list的构造函数初始化支持默认初始化，初始化n个值，以及使用迭代器初始化和拷贝构造。

void test_list7()
{
	list<int> l1;
	l1.push_back(1);
	l1.push_back(2);
	l1.push_back(3);
	l1.push_back(4);
	list<int> l2(4, 3);
	list<int> l3(l2.begin(), l2.end());
	for (auto e : l1)
	{
		cout << e << " ";
	}
	cout << endl;
	for (auto e : l2)
	{
		cout << e << " ";
	}
	cout << endl;

	for (auto e : l3)
	{
		cout << e << " ";
	}
	cout << endl;

}

operator=

这里的operator=和之前的类似，可以给一个已经定义出来的list进行赋值

void test_list8()
{
	list<int> l1(4, 3);
	list<int> l2;
	l2 = l1;
	for (auto e : l2)
	{
		cout << e << " ";
	}
	cout << endl;
}

迭代器

和之前的vector类似，这里的迭代器函数也有给正向迭代器和反向迭代器使用的，并且还有他们的const版本。

void test_list9()
{
	list<int> l1;
	l1.push_back(1);
	l1.push_back(2);
	l1.push_back(3);
	l1.push_back(4);
	list<int>::iterator it = l1.begin();
	while (it != l1.end())
	{
		cout << *it << " ";
		it++;
	}
	cout << endl;
	list<int>::reverse_iterator rit = l1.rbegin();
	while (rit != l1.rend())
	{
		cout << *rit << " ";
		rit++;
	}
	cout << endl;
}

容量

这里的判空，计算大小以及最大容量和vector功能类似

void test_list10()
{
	list<int> l1;
	cout << l1.empty() << endl;
	cout << l1.size() << endl;
	l1.push_back(1);
	l1.push_back(2);
	l1.push_back(3);
	l1.push_back(4);
	cout << l1.empty() << endl;
	cout << l1.size() << endl;
	cout << l1.max_size() << endl;
}

访问头和尾

void test_list11()
{
	list<int> l1;
	l1.push_back(1);
	l1.push_back(2);
	l1.push_back(3);
	l1.push_back(4);
	cout << l1.front() << endl;
	cout << l1.back() << endl;

}

增删查改

assign

void test_list12()
{
	list<int> l1;
	l1.push_back(1);
	l1.push_back(2);
	l1.push_back(3);
	l1.push_back(4);
	for (auto e : l1)
	{
		cout << e << " ";
	}
	cout << endl;
	l1.assign(3, 4);//重新对list初始化
	for (auto e : l1)
	{
		cout << e << " ";
	}
	cout << endl;
}

emplace_front/emplace_back

在头部/尾部插入新的数据

void test_list13()
{
	list<int> l1;
	l1.push_back(1);
	l1.push_back(2);
	l1.push_back(3);
	l1.push_back(4);
	for (auto e : l1)
	{
		cout << e << " ";
	}
	cout << endl;
	l1.emplace_front(2);
	l1.emplace_back(2);
	for (auto e : l1)
	{
		cout << e << " ";
	}
	cout << endl;
}

头插头删/尾插尾删

void test_list14()
{
	list<int> l1;
	l1.push_back(1);
	l1.push_back(2);
	l1.push_front(3);
	l1.push_front(4);
	for (auto e : l1)
	{
		cout << e << " ";
	}
	cout << endl;
	l1.pop_back();
	l1.pop_front();
	for (auto e : l1)
	{
		cout << e << " ";
	}
	cout << endl;
}

insert/erase

在任意位置插入删除，这里和vector一样也需要注意迭代器失效问题。

void test_list15()
{
	list<int> l1;
	l1.push_back(1);
	l1.push_back(2);
	l1.push_back(3);
	l1.push_back(4);
	list<int>::iterator it = l1.begin();
	while (*it != 3)
	{
		it++;
	}
	it = l1.insert(it, 3);
	for (auto e : l1)
	{
		cout << e << " ";
	}
	cout << endl;
	it = l1.erase(--it);
	for (auto e : l1)
	{
		cout << e << " ";
	}
	cout << endl;
}

swap

交换两个list内容

void test_list16()
{
	list<int> l1(3, 4);
	list<int> l2(4, 3);
	for (auto e : l1)
	{
		cout << e << " ";
	}
	cout << endl;
	for (auto e : l2)
	{
		cout << e << " ";
	}
	cout << endl;
	l1.swap(l2);
	for (auto e : l1)
	{
		cout << e << " ";
	}
	cout << endl;
	for (auto e : l2)
	{
		cout << e << " ";
	}
	cout << endl;

}

resize

功能和vector类似，重新定义list大小，可以给默认值。

void test_list17()
{
	list<int> l1;
	l1.push_back(1);
	l1.push_back(2);
	l1.push_back(3);
	l1.push_back(4);
	cout << l1.size() << endl;
	l1.resize(10, 1);
	cout << l1.size() << endl;
	for (auto e : l1)
	{
		cout << e << " ";
	}
	cout << endl;
}

operations

splice

将一个list全部或者一部分插入另一个list的指定位置

void test_list18()
{
	list<int> l1;
	l1.push_back(1);
	l1.push_back(2);
	l1.push_back(3);
	l1.push_back(4);
	list<int> l2(4, 3);
	list<int>::iterator it = l1.begin();
	l1.splice(it, l2);
	for (auto e : l1)
	{
		cout << e << " ";
	}
	cout << endl;

}

remove

删除特定值

void test_list19()
{
	list<int> l1;
	l1.push_back(1);
	l1.push_back(2);
	l1.push_back(3);
	l1.push_back(4);	
	for (auto e : l1)
	{
		cout << e << " ";
	}
	cout << endl;
	l1.remove(3);
	for (auto e : l1)
	{
		cout << e << " ";
	}
	cout << endl;

}

unique

去除list中的连续重复的元素，仅留下一个

void test_list20()
{
	list<int> l1;
	l1.push_back(1);
	l1.push_back(2);
	l1.push_back(2);
	l1.push_back(2);
	l1.push_back(3);
	l1.push_back(2);
	l1.push_back(4);
	for (auto e : l1)
	{
		cout << e << " ";
	}
	cout << endl;
	l1.unique();
	for (auto e : l1)
	{
		cout << e << " ";
	}
	cout << endl;
}

sort

list的排序算法，可以通过定义仿函数进行控制升序降序

void test_list21()
{
	list<int> l1;
	l1.push_back(4);
	l1.push_back(3);
	l1.push_back(1);
	l1.push_back(2);
	l1.sort();
	for (auto e : l1)
	{
		cout << e << " ";
	}
	cout << endl;
}

总结

vector缺陷：

连续的物理空间是优势也是劣势

优势：支持随机访问

劣势：

1、空间不够需要增容，增容代价比较大

2、可能存在一定的空间浪费，按需申请，会导致频繁增容，所以一般会二倍扩容

3、头部或者中部插入需要挪动数据，效率低下

list解决了vector的问题

1、list按需申请释放空间

2、list任意位置支持O(1)插入删除

vector和list是互补的两个数据结构