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代码仓库#xff1a;Gitee 目录
list的介绍及使用
list的介绍
list的使用
list的构造
list迭代器的使用
list的增删查改
list的模拟实现
结点的封装
迭代器的封装
list成员变量
构造函数
…
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list的介绍及使用
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list的使用
list的构造
list迭代器的使用
list的增删查改
list的模拟实现
结点的封装
迭代器的封装
list成员变量
构造函数
拷贝构造函数
operator
析构函数和清理空间
insert
erase
push_back、push_front、pop_back、pop_front
beginend、cbegincend
list和vector的对比 list的介绍及使用
list的介绍 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(arrayvectordeque)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的使用
list的构造
函数名称 函数作用list(size_t type n,const value_type构造的list中包含n个值为val的元素list()构造空listlist(const listx)拷贝构造函数list(first,last)迭代器区间中的元素构造list listint lt1(10, 1);listint lt2;listint lt3(lt1);listint lt4(lt3.begin(), lt3.end());listint::iterator lt lt4.begin();while (lt ! lt4.end()){cout *lt ;lt;}cout endl;for (auto e : lt4){cout e ;}cout endl; list迭代器的使用
函数名称函数作用beginend返回第一个元素的迭代器返回最后一个元素下一个位置的迭代器rbeginrend返回第一个元素的reverse_iterator,即end位置返回最后一个元素下一个位置的 reverse_iterator,即begin位置
list的增删查改
函数名称函数作用push_back在list尾部插入值为val的元素push_front在list首元素前插入值为val的元素pop_back删除list中最后一个元素pop_front删除list中第一个元素insert在list position 位置中插入值为val的元素erase删除list position位置的元素 listint lt(5,9);//头插lt.push_front(1);//尾插lt.push_back(2);for (auto e : lt){cout e ;}cout endl;//尾删lt.pop_back();//头删lt.pop_front();for (auto e : lt){cout e ;}cout endl;lt.insert(lt.begin(), 30);for (auto e : lt){cout e ;}cout endl;lt.erase(lt.begin());for (auto e : lt){cout e ;} list的模拟实现 list通过一个一个结构体的结点实现节点中包括指向下一个位置、指向前一个位置的指针和有效数值组成。 结点的封装 使用struct而不是class是因为默认为公开的 templateclass T//封装结点struct list_node{list_node(const T xT()):_data(x),_next(nullptr),_prev(nullptr){}T _data;list_node* _next;list_node* _prev;};
迭代器的封装 list和顺序表最大的不同是list物理上不连续需要使用指针进行移动直线下一个或者指向其他的操作而不像顺序表物理上是连续的、--都可以拿到有效数据因此需要对迭代器单独封装。 //迭代器封装templateclass T, class Ref, class Ptrstruct __list_iterator{typedef list_nodeT Node;typedef __list_iteratorT, Ref, Ptr self;Node* _node;__list_iterator(Node* node):_node(node){}self operator(){_node _node-_next;return *this;}self operator--(){_node _node-_prev;return *this;}self operator(int){self tmp(*this);_node _node-_next;return tmp;}self operator--(int){self tmp(*this);_node _node-_prev;return tmp;}Ref operator*(){return _node-_data;}Ptr operator-(){return _node-_data;}bool operator!(const self s){return _node ! s._node;}bool operator(const self s){return _node s._node;}};
list成员变量 指向结构体节点的指针和有效数据的个数 Node* _node;size_t _size;
构造函数 typedef list_nodeT Node;public:typedef __list_iteratorT, T, T* iterator;typedef __list_iteratorT, const T, const T* const_iterator;void empty_init(){_node new Node;_node-_next _node;_node-_prev _node;_size 0;}list(){empty_init();}
拷贝构造函数 list(listT x){empty_init();for (auto e : x){push_back(e);}}
operator void swap(listT lt){std::swap(_node, lt._node);std::swap(_size, lt._size);}listint operator(listint lt){swap(lt);return *this;}
析构函数和清理空间 ~list(){clear();delete _node;_node nullptr;}void clear(){iterator it begin();while (it ! end()){it erase(it);}}
insert void insert(iterator pos, const T x){Node* cur pos._node;Node* newnode new Node(x);Node* prev cur-_prev;prev-_next newnode;newnode-_next cur;cur-_prev newnode;newnode-_prev prev;_size;}
erase
iterator erase(iterator pos){Node* cur pos._node;Node* prev cur-_prev;Node* next cur-_next;prev-_next next;next-_prev prev;return next;}
push_back、push_front、pop_back、pop_front void push_back(const T x){insert(end(), x);}void push_front(const T x){insert(begin(), x);}void pop_front(){erase(begin());}void pop_back(){erase(--end());}
beginend、cbegincend const_iterator begin() const{return const_iterator(_node-_next);}const_iterator end() const{return const_iterator(_node);}iterator end(){return _node;}iterator begin(){return _node-_next;}
list和vector的对比
vectorlist底 层 结 构动态顺序表一段连续空间带头结点的双向循环链表随 机 访 问支持随机访问访问某个元素效率O(1)不支持随机访问访问某个元素 效率O(N)插 入 和 删 除任意位置插入和删除效率低需要搬移元素时间复杂 度为O(N)插入时有可能需要增容增容开辟新空 间拷贝元素释放旧空间导致效率更低任意位置插入和删除效率高不 需要搬移元素时间复杂度为 O(1)空 间 利 用 率底层为连续空间不容易造成内存碎片空间利用率 高缓存利用率高底层节点动态开辟小节点容易 造成内存碎片空间利用率低 缓存利用率低迭 代 器原生态指针对原生态指针(节点指针)进行封装迭 代 器 失 效在插入元素时要给所有的迭代器重新赋值因为插入 元素有可能会导致重新扩容致使原来迭代器失效删 除时当前迭代器需要重新赋值否则会失效插入元素不会导致迭代器失效 删除元素时只会导致当前迭代 器失效其他迭代器不受影响使 用 场 景需要高效存储支持随机访问不关心插入删除效率大量插入和删除操作不关心随 机访问 今天对list的介绍和底层模拟实现的分享到这就结束了希望大家读完后有很大的收获也可以在评论区点评文章中的内容和分享自己的看法。您三连的支持就是我前进的动力感谢大家的支持 !
