C++存储数据结构之一List

双向循环链表list

list是双向循环链表，，每一个元素都知道前面一个元素和后面一个元素。在STL中，list和vector一样，是两个常被使用的容器。和vector不一样的是，list不支持对元素的任意存取。list中提供的成员函数与vector类似，不过list提供对表首元素的操作push_front、pop_front，这是vector不具备的。和vector另一点不同的是，list的迭代器不会存在失效的情况，他不像vector会保留备份空间，在超过容量额度时重新全部分配内存，导致迭代器失效；list没有备份空间的概念，出入一个元素就申请一个元素的空间，所以它的迭代器不会失效。还是举《C++之vector》中的例子：

int data[6]={3,5,7,9,2,4};

list<int> lidata(data, data+6);

lidata.push_back(6);

...

list初始化时，申请的空间大小为6，存放下了data中的6个元素，当向lidata插入第7个元素“6”时，list申请新的节点单元，插入到list链表中，数据存放结构如图1所示：



图1 list的存储结构

list每次增加一个元素，不存在重新申请内存的情况，它的成本是恒定的。而vector每当增加关键元素的时候，都需要重新申请新的更大的内存空间，会调用元素的自身的复制构造函数，存在构造成本。在销毁旧内存的时候，会调用析构函数，存在析构成本。所以在存储复杂类型和大量元素的情况下，list比vector更有优势！

List是一个双向链表,双链表既可以向前又向后链接他的元素。

List将元素按顺序储存在链表中. 与 向量(vector)相比, 它允许快速的插入和删除，但是随机访问却比较慢。

assign() 给list赋值

back() 返回最后一个元素

begin() 返回指向第一个元素的迭代器

clear() 删除所有元素

empty() 如果list是空的则返回true

end() 返回末尾的迭代器

erase() 删除一个元素

front() 返回第一个元素

get_allocator() 返回list的配置器

insert() 插入一个元素到list中

max_size() 返回list能容纳的最大元素数量

merge() 合并两个list

pop_back() 删除最后一个元素

pop_front() 删除第一个元素

push_back() 在list的末尾添加一个元素

push_front() 在list的头部添加一个元素

rbegin() 返回指向第一个元素的逆向迭代器

remove() 从list删除元素

remove_if() 按指定条件删除元素

rend() 指向list末尾的逆向迭代器

resize() 改变list的大小

reverse() 把list的元素倒转

size() 返回list中的元素个数

sort() 给list排序

splice() 合并两个list

swap() 交换两个list

unique() 删除list中重复的元素

附List用法实例：

#include <iostream>

#include <list>

#include <numeric>

#include <algorithm>

using namespace std;

//创建一个list容器的实例LISTINT

typedef list<int> LISTINT;

//创建一个list容器的实例LISTCHAR

typedef list<char> LISTCHAR;

void main(void)

{

//--------------------------

//用list容器处理整型数据

//--------------------------

//用LISTINT创建一个名为listOne的list对象

LISTINT listOne;

//声明i为迭代器

LISTINT::iterator i;

//从前面向listOne容器中添加数据

listOne.push_front (2);

listOne.push_front (1);

//从后面向listOne容器中添加数据

listOne.push_back (3);

listOne.push_back (4);

//从前向后显示listOne中的数据

cout<<"listOne.begin()--- listOne.end():"<<endl;

for (i = listOne.begin(); i != listOne.end(); ++i)

cout << *i << " ";

cout << endl;

//从后向后显示listOne中的数据

LISTINT::reverse_iterator ir;

cout<<"listOne.rbegin()---listOne.rend():"<<endl;

for (ir =listOne.rbegin(); ir!=listOne.rend();ir++) {

cout << *ir << " ";

}

cout << endl;

//使用STL的accumulate(累加)算法

int result = accumulate(listOne.begin(), listOne.end(),0);

cout<<"Sum="<<result<<endl;

cout<<"------------------"<<endl;

//--------------------------

//用list容器处理字符型数据

//--------------------------

//用LISTCHAR创建一个名为listOne的list对象

LISTCHAR listTwo;

//声明i为迭代器

LISTCHAR::iterator j;

//从前面向listTwo容器中添加数据

listTwo.push_front ('A');

listTwo.push_front ('B');

//从后面向listTwo容器中添加数据

listTwo.push_back ('x');

listTwo.push_back ('y');

//从前向后显示listTwo中的数据

cout<<"listTwo.begin()---listTwo.end():"<<endl;

for (j = listTwo.begin(); j != listTwo.end(); ++j)

cout << char(*j) << " ";

cout << endl;

//使用STL的max_element算法求listTwo中的最大元素并显示

j=max_element(listTwo.begin(),listTwo.end());

cout << "The maximum element in listTwo is: "<<char(*j)<<endl;

}

#include <iostream>

#include <list>

using namespace std;

typedef list<int> INTLIST;

//从前向后显示list队列的全部元素

void put_list(INTLIST list, char *name)

{

INTLIST::iterator plist;

cout << "The contents of " << name << " : ";

for(plist = list.begin(); plist != list.end(); plist++)

cout << *plist << " ";

cout<<endl;

}

//测试list容器的功能

void main(void)

{

//list1对象初始为空

INTLIST list1;

//list2对象最初有10个值为6的元素

INTLIST list2(10,6);

//list3对象最初有3个值为6的元素

INTLIST list3(list2.begin(),--list2.end());

//声明一个名为i的双向迭代器

INTLIST::iterator i;

//从前向后显示各list对象的元素

put_list(list1,"list1");

put_list(list2,"list2");

put_list(list3,"list3");

//从list1序列后面添加两个元素

list1.push_back(2);

list1.push_back(4);

cout<<"list1.push_back(2) and list1.push_back(4):"<<endl;

put_list(list1,"list1");

//从list1序列前面添加两个元素

list1.push_front(5);

list1.push_front(7);

cout<<"list1.push_front(5) and list1.push_front(7):"<<endl;

put_list(list1,"list1");

//在list1序列中间插入数据

list1.insert(++list1.begin(),3,9);

cout<<"list1.insert(list1.begin()+1,3,9):"<<endl;

put_list(list1,"list1");

//测试引用类函数

cout<<"list1.front()="<<list1.front()<<endl;

cout<<"list1.back()="<<list1.back()<<endl;

//从list1序列的前后各移去一个元素

list1.pop_front();

list1.pop_back();

cout<<"list1.pop_front() and list1.pop_back():"<<endl;

put_list(list1,"list1");

//清除list1中的第2个元素

list1.erase(++list1.begin());

cout<<"list1.erase(++list1.begin()):"<<endl;

put_list(list1,"list1");

//对list2赋值并显示

list2.assign(8,1);

cout<<"list2.assign(8,1):"<<endl;

put_list(list2,"list2");

//显示序列的状态信息

cout<<"list1.max_size(): "<<list1.max_size()<<endl;

cout<<"list1.size(): "<<list1.size()<<endl;

cout<<"list1.empty(): "<<list1.empty()<<endl;

//list序列容器的运算

put_list(list1,"list1");

put_list(list3,"list3");

cout<<"list1>list3: "<<(list1>list3)<<endl;

cout<<"list1<list3: "<<(list1<list3)<<endl;

//对list1容器排序

list1.sort();

put_list(list1,"list1");

//结合处理

list1.splice(++list1.begin(), list3);

put_list(list1,"list1");

put_list(list3,"list3");

}