C++STL第五篇（連結串列List的使用方法）

ivanlee717發表於2024-03-19
C++

list

連結串列是一種物理儲存單元上非連續、非順序的儲存結構，資料元素的邏輯順序是透過連結串列中的指標連結次序實現的。連結串列由一系列結點（連結串列中每一個元素稱為結點）組成，結點可以在執行時動態生成。每個結點包括兩個部分：一個是儲存資料元素的資料域，另一個是儲存下一個結點地址的指標域。相較於vector的連續線性空間，list就顯得負責許多，它的好處是每次插入或者刪除一個元素，就是配置或者釋放一個元素的空間。因此，list對於空間的運用有絕對的精準，一點也不浪費。而且，對於任何位置的元素插入或元素的移除，list永遠是常數時間。

List和vector是兩個最常被使用的容器。List容器是一個雙向連結串列。image-20240319093118592

  • 採用動態儲存分配，不會造成記憶體浪費和溢位

  • 連結串列執行插入和刪除操作十分方便，修改指標即可，不需要移動大量元素

  • 連結串列靈活，但是空間和時間額外耗費較大

list容器的迭代器

List容器不能像vector一樣以普通指標作為迭代器，因為其節點不能保證在同一塊連續的記憶體空間上。List迭代器必須有能力指向list的節點，並有能力進行正確的遞增、遞減、取值、成員存取操作。所謂”list正確的遞增，遞減、取值、成員取用”是指，遞增時指向下一個節點，遞減時指向上一個節點，取值時取的是節點的資料值，成員取用時取的是節點的成員。

List*有一個重要的性質，插入操作和刪除操作都不會造成原有list迭代器的失效。這在vector是不成立的，因為vector的插入操作可能造成記憶體重新配置，導致原有的迭代器全部失效，甚至List元素的刪除，也只有被刪除的那個元素的迭代器失效，其他迭代器不受任何影響。

list是一個迴圈的雙向連結串列

list<int> myList;
for (int i = 0; i < 10; i++) {
	myList.push_back(i);
}

list<int>::_Nodeptr node = myList._Myhead->_Next;

for (int i = 0; i < myList._Mysize * 2; i++) {
	cout << "Node:" << node->_Myval << endl;
	node = node->_Next;
	if (node == myList._Myhead) {
		node = node->_Next;
	}
}

這是C++11標準庫下的寫法，list<int>::_Nodeptr node = myList._Myhead->_Next;這句話不適用於其他版本。

建構函式

  1. 預設建構函式：

    std::list<T> lst; // 建立一個空的列表 lst，其中 T 是列表中元素的型別。

  2. 區間建構函式：

    std::list<T> lst(beg, end); // 將區間 `[beg, end)` 中的元素複製給列表 lst。

  3. 重複元素建構函式：

    std::list<T> lst(n, elem); // 建立包含 n 個值為 elem 的元素的列表 lst。

  4. 複製建構函式：

    std::list<T> lst2(lst); // 使用列表 lst 初始化列表 lst2，建立 lst 的副本。

修改操作

  • push_back(elem): 在容器尾部加入一個元素。
  • pop_back(): 刪除容器中最後一個元素。
  • push_front(elem): 在容器開頭插入一個元素。
  • pop_front(): 從容器開頭移除第一個元素。
  • insert(pos, elem): 在 pos 位置插入 elem 元素的複製，返回新資料的位置。
  • insert(pos, n, elem): 在 pos 位置插入 n 個 elem 資料，無返回值。
  • insert(pos, beg, end): 在 pos 位置插入 [beg, end) 區間的資料，無返回值。
  • clear(): 移除容器的所有資料。
  • erase(beg, end): 刪除 [beg, end) 區間的資料，返回下一個資料的位置。
  • erase(pos): 刪除 pos 位置的資料，返回下一個資料的位置。
  • remove(elem): 刪除容器中所有與 elem 值匹配的元素。

大小

  • size();//返回容器中元素的個數

  • empty();//判斷容器是否為空

  • resize(num);//重新指定容器的長度為num，

若容器變長，則以預設值填充新位置。

如果容器變短，則末尾超出容器長度的元素被刪除。

  • resize(num, elem);//重新指定容器的長度為num，

若容器變長，則以elem值填充新位置。

如果容器變短，則末尾超出容器長度的元素被刪除。

其他

list<int> rlist = { 3,2,1,5,4 };
cout << "rlist.front：" << rlist.front() << endl;
cout << "rlist.back：" << rlist.back() << endl;
rlist.reverse();
// 使用迭代器遍歷連結串列並輸出元素
for (auto it = rlist.begin(); it != rlist.end(); ++it) {
	std::cout << *it << " ";
}
rlist.sort();

image-20240319103343257

相關文章