list基本概念

功能：将数据进行链式存储
链表（list）是一种物理存储单元上非连续的存储结构，数据元素的逻辑顺序是通过链表中的指针链接实现的

链表的组成：链表由一系列结点组成
结点的组成：一个是存储数据元素的数据域，另一个是存储下一个结点地址的指针域

STL中的链表是双向循环链表，尾部结点的指针域指向头部，头部节点的指针域指向尾部。
2025-11-20T03:52:50.png
由于链表的存储方式并不是连续的内存空间，因此链表list中的迭代器只支持前移和后移，属于双向选代器

list的优点：

采用动态存储分配，不会造成内存浪费和溢出
链表执行插入和删除操作十分方便，修改指针即可，不需要移动大量元素

list的缺点:

链表灵活，但是空间（指针域）和时间（遍历）额外耗费较大
List有一个重要的性质，插入操作和删除操作都不会造成原有list迭代器的失效，这在vector是不成立的。

总结：STL中List和vector是两个最常被使用的容器，各有优缺点

list构造函数

list lst;//list采用采用模板类实现，对象的默认构造形式；
list(beg,end);//构造函数将[beg，end)区间中的元素拷贝给本身。
list(n,elem);//构造函数将n个elem拷贝给本身。
list(const list &lst);//拷贝构造函数。

#include<iostream>
using namespace std;
#include<list>
void print_list(const list<int>& ls)
{
    for (auto it = ls.begin(); it != ls.end(); it++)
    {
        cout << *it << " ";
    }
    cout << endl;
}
void test()
{
    list<int> ls1;
    ls1.push_back(10);
    ls1.push_back(20);
    ls1.push_back(30);
    ls1.push_back(40);
    print_list(ls1);
    list<int> ls2(ls1.begin(), ls1.end());
    print_list(ls2);
    list<int>ls3(ls2);
    print_list(ls3);
    list<int>ls4(10, 100);
    print_list(ls4);
}
int main()
{
    test();
}

list的赋值和交换

assign(beg, end);//将[beg,end)区间中的数据拷贝赋值给本身。
assign(n, elem);//将n个elem拷贝赋值给本身。
list& operator=(const list &lst);//重载等号操作符
swap(lst);//将lst与本身的元素互换。

#include<iostream>
using namespace std;
#include<list>
void print_list(const list<int>& ls)
{
    for (auto it = ls.begin(); it != ls.end(); it++)
    {
        cout << *it << " ";
    }
    cout << endl;
}
void test()
{
    list<int> ls1;
    ls1.push_back(10);
    ls1.push_back(20);
    ls1.push_back(30);
    ls1.push_back(40);
    print_list(ls1);
    list<int>ls2;
    ls2 = ls1;
    print_list(ls2);
    list<int> ls3;
    ls3.assign(ls1.begin(), ls1.end());
    print_list(ls3);
    list<int>ls4;
    ls4.assign(10, 100);
    print_list(ls4);
}
//交换
void test1()
{
    list<int> ls1;
    ls1.push_back(10);
    ls1.push_back(20);
    ls1.push_back(30);
    ls1.push_back(40);
    cout << "交换前的数据" << endl;
    print_list(ls1);
    list<int>ls2;
    ls2.assign(10, 100);
    print_list(ls2);
    cout << "交换后的数据" << endl;
    ls1.swap(ls2);
    print_list(ls1);
    print_list(ls2);
}
int main()
{
    //test();
    test1();
}

list容器大小操作

size();//返回容器中元素的个数
empty();//判断容器是否为空
resize(num);//重新指定容器的长度为num，若容器变长，则以默认值填充新位置。如果容器变短，则末尾超出容器长度的元素被删除。
resize(num, elem);//重新指定容器的长度为num，若容器变长，则以elem值填充新位置。如果容器变短，则末尾超出容器长度的元素被删除。

#include<iostream>
using namespace std;
#include<cmath>
#include<list>    
void print_list(const list<int>& ls)
{
    for (auto it = ls.begin(); it != ls.end(); it++)
    {
        cout << *it << " ";
    }
    cout << endl;
}
void test()
{
    list<int> ls;
    ls.push_back(10);
    ls.push_back(20);
    ls.push_back(30);
    ls.push_back(40);
    ls.push_back(50);
    print_list(ls);
    if (ls.empty())
    {
        cout << "ls为空" << endl;
    }
    else {
        cout << "ls不为空" << endl;
        cout << "ls的元素个数" << ls.size() << endl;
        ls.resize(10);
        print_list(ls);
        ls.resize(15, 100);
        print_list(ls);
    }
}
int main()
{
    test();
}

list容器的插入和删除

push_back（elem）;//在容器尾部入一个元素
pop_back();//删除容器中最后一个元素
push_front（elem);//在容器开头插入一个元素
pop_front();//从容器开头移除第一个元素
insert（pos,elem）;//在pos位置插elem元素的拷贝，返回新数据的位置。
insert（pos,n，elem）;//在pos位置插入n个elem数据，无返回值。
insert（pos,beg,end);//在pos位置插入[beg,end)区间的数据，无返回值。
clear();//移除容器的所有数据
erase(beg,end);//删除[beg,end)区间的数据，返回下一个数据的位置。
erase(pos);//删除pos位置的数据，返回下一个数据的位置。
remove（elem）;//删除容器中所有与elem值匹配的元素。

大部分方法和之前的容器还是非常类似的，多了一个remove方法需要注意一下

#include<iostream>
using namespace std;
#include<cmath>
#include<list>    
void print_list(const list<int>& ls)
{
    for (auto it = ls.begin(); it != ls.end(); it++)
    {
        cout << *it << " ";
    }
    cout << endl;
}
void test()
{
    list<int> ls;
    ls.push_back(10);
    ls.push_back(20);
    ls.push_back(30);
    ls.push_front(100);
    ls.push_front(200);
    ls.push_front(300);
    print_list(ls);
    ls.pop_back();
    ls.pop_front();
    print_list(ls);
    auto it = ls.begin();
    ls.insert(++it, 999);
    print_list(ls);
    it = ls.begin();
    ls.erase(++it);
    print_list(ls);
    ls.push_back(10000);
    ls.push_back(10000);
    ls.push_back(10000);
    ls.push_back(10000);
    print_list(ls);
    ls.remove(10000);
    print_list(ls);
}
int main()
{
    test();
}

list数据存取

front();//返回第一个元素。
back();//返回最后一个元素。

#include<iostream>
using namespace std;
#include<cmath>
#include<list>    
void print_list(const list<int>& ls)
{
    for (auto it = ls.begin(); it != ls.end(); it++)
    {
        cout << *it << " ";
    }
    cout << endl;
}
void test()
{
    list<int> ls;
    ls.push_back(10);
    ls.push_back(20);
    ls.push_back(30);
    ls.push_back(40);
    ls.push_back(50);
    cout << "第一个元素为：" << ls.front() << endl;
    cout << "最后一个元素为：" << ls.back() << endl;
    auto  it = ls.begin();
    it++;
    //it = it + 3;报错，不支持随机访问
}
int main()
{
    test();
}

list不能用[]或者at()的方式访问，因为它是链表，不支持随机访问。

list反转和排序

reverse()/反转链表
sort();//链表排序

#include<iostream>
using namespace std;
#include<list>
#include<algorithm>
void print_list(const list<int>& ls)
{
    for (auto it = ls.begin(); it != ls.end(); it++)
    {
        cout << *it << " ";
    }
    cout << endl;
}
bool myCompare(int a,int b)
{
    return a > b;
}
void test()
{
    list<int>ls;
    ls.push_back(20);
    ls.push_back(10);
    ls.push_back(40);
    ls.push_back(30);
    ls.push_back(50);
    cout << "反转前的list" << endl;
    print_list(ls);
    ls.reverse();
    cout << "反转后的list" << endl;
    print_list(ls);
    //所有不支持随机访问迭代器的容器，不可以使用标准算法
    //容器的内部会提供一些算法。
    //sort(ls.begin(), ls.end());
    ls.sort();
    cout << "排序后的list" << endl;
    print_list(ls);
    cout << "使用自定义规则排序" << endl;
    ls.sort(myCompare);
    print_list(ls);
}
int main()
{
    test();
}

C++-32-list容器