本篇是STL库专题之list，本质是一个双向带头循环链表，提供了双向迭代器，可以向前和向后遍历链表。这在一些需要双向操作的算法中非常有用，比如实现回文检查等

1.为什么要学习list？什么是list？

list是 C++标准模板库中的一个容器，它实现了双向链表的数据结构。双向链表由一系列节点组成，每个节点包含一个数据元素和两个指针，分别指向前一个节点和后一个节点。在链表的任意位置进行插入和删除操作的时间复杂度都是O(1)。这使得它在需要频繁插入和删除元素的场景下表现出色，比如实现一个任务调度器，需要不断地添加新任务、移除已完成的任务

list也是一种很常用的容器，对于链表的处理提供了极大的便利性

list 的主要特征可总结为：

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)

2.list类对象的常见构造

list作为一个类也有构造函数，析构函数，=运算符重载，我们重点介绍构造函数里的功能

💻代码测试示例：

#include#includeusingnamespacestd;intmain(){ list<int>first;list<int>second(4,100);list<int>third(second.begin(),second.end());list<int>fourth(third);intmyints[]={ 16,2,77,29};list<int>fifth(myints,myints +sizeof(myints)/sizeof(int));cout <<"The contents of fifth are: ";for(list<int>::iterator it =fifth.begin();it !=fifth.end();it++){ cout <<*it <<' ';}cout <<endl;return0;}

⌨️代码输出示例：

3.list类对象的容量操作

因为是链表，所以对容量的操作并不需要太多，大部分是通过创建节点并链接实现

💻代码测试示例：

#include#includeusingnamespacestd;intmain(){ list<int>lt;cout <<"empty:"<<lt.empty()<<endl;cout <<"size:"<<lt.size()<<endl;cout <<"max_size:"<<lt.max_size()<<endl;return0;}

⌨️代码输出示例：

4.list类对象的迭代器

list的迭代器和 vector的基本使用方法一致，但是底层的迭代器结构不同，在 list底层结构剖析有详细的解答

传送门：

🔥值得注意的是：

1. begin与 end为正向迭代器，对迭代器执行 ++操作，迭代器向后移动
2. rbegin(end)与 rend(begin)为反向迭代器，对迭代器执行 ++操作，迭代器向前移动

💻代码测试示例：

#include#includeusingnamespacestd;intmain(){ list<int>lt;lt.push_back(1);lt.push_back(2);lt.push_back(3);lt.push_back(4);cout <<"迭代器:";list<int>::iterator it =lt.begin();while(it !=lt.end()){ cout<<*it <<" ";++it;}cout<<endl;cout <<"反向迭代器:";list<int>::reverse_iterator it1 =lt.rbegin();while(it1 !=lt.rend()){ cout <<*it1 <<" ";++it1;}cout <<endl;}

⌨️代码输出示例：

5.list类对象的元素修改

emplace的实现涉及 C++11左值右值的知识，等到后面再拓展

💻代码测试示例：

#include#includeusingnamespacestd;intmain(){ list<int>lt;lt.push_back(1);lt.push_back(2);lt.push_back(3);lt.push_back(4);cout <<"lt:";list<int>::iterator it1 =lt.begin();while(it1 !=lt.end()){ cout <<*it1 <<" ";++it1;}cout <<endl;lt.assign(4,0);cout <<"assign:";list<int>::iterator it2 =lt.begin();while(it2 !=lt.end()){ cout <<*it2 <<' ';it2++;}cout <<endl;lt.push_front(1);cout <<"push_front:";list<int>::iterator it3 =lt.begin();while(it3 !=lt.end()){ cout <<*it3 <<' ';it3++;}cout <<endl;lt.pop_front();cout <<"pop_front:";list<int>::iterator it4 =lt.begin();while(it4 !=lt.end()){ cout <<*it4 <<' ';it4++;}cout <<endl;lt.push_back(5);cout <<"push_back:";list<int>::iterator it5 =lt.begin();while(it5 !=lt.end()){ cout <<*it5 <<' ';it5++;}cout <<endl;lt.pop_back();cout <<"pop_back:";list<int>::iterator it6 =lt.begin();while(it6 !=lt.end()){ cout <<*it6 <<' ';it6++;}cout <<endl;list<int>::iterator it7 =lt.begin();intnum1 =3;while(--num1){ it7++;}list<int>::iterator pos =it7;lt.insert(pos,3,1);cout <<"insert:";list<int>::iterator it8 =lt.begin();while(it8 !=lt.end()){ cout <<*it8 <<' ';it8++;}cout <<endl;list<int>::iterator it9 =lt.begin();intnum2 =3;while(--num2){ it9++;}list<int>::iterator pos1 =it9;list<int>::iterator it10 =lt.begin();intnum3 =6;while(--num3){ it10++;}list<int>::iterator pos2 =it10;lt.erase(pos1,pos2);cout <<"erase:";list<int>::iterator it11 =lt.begin();while(it11 !=lt.end()){ cout <<*it11 <<' ';it11++;}cout <<endl;list<int>ltt;ltt.push_back(10);ltt.push_back(20);ltt.push_back(30);ltt.push_back(40);cout <<"ltt:";list<int>::iterator it12 =ltt.begin();while(it12 !=ltt.end()){ cout <<*it12 <<' ';it12++;}cout <<endl;swap(lt,ltt);cout <<"swap:"<<' '<<"lt:";list<int>::iterator it13 =lt.begin();while(it13 !=lt.end()){ cout <<*it13 <<' ';it13++;}cout <<' '<<"ltt:";list<int>::iterator it14 =ltt.begin();while(it14 !=ltt.end()){ cout <<*it14 <<' ';it14++;}cout <<endl;lt.resize(10);cout <<"resize:"<<lt.size()<<endl;lt.clear();cout <<"clear:";list<int>::iterator it15 =lt.begin();while(it15 !=lt.end()){ cout <<*it15 <<' ';it15++;}cout <<endl;return0;}

⌨️代码输出示例：

6.list类对象的链表操作

这一部分针对链表拓展了一些新的函数

🔥值得注意的是：remove_if、unique、merge涉及谓词等知识，放到后面讲

💻代码测试示例：

#include#includeusingnamespacestd;intmain(){ list<int>lt;lt.push_back(3);lt.push_back(2);lt.push_back(1);lt.push_back(4);cout <<"lt:";list<int>::iterator it1 =lt.begin();while(it1 !=lt.end()){ cout <<*it1 <<' ';it1++;}cout <<endl;list<int>ltt;ltt.push_back(10);ltt.push_back(20);ltt.push_back(30);ltt.push_back(40);cout <<"ltt:";list<int>::iterator it2 =ltt.begin();while(it2 !=ltt.end()){ cout <<*it2 <<' ';it2++;}cout <<endl;lt.splice(lt.begin(),ltt);cout <<"splice:";list<int>::iterator it3 =lt.begin();while(it3 !=lt.end()){ cout <<*it3 <<' ';it3++;}cout <<endl;lt.remove(40);cout <<"remove:";list<int>::iterator it4 =lt.begin();while(it4 !=lt.end()){ cout <<*it4 <<' ';it4++;}cout <<endl;lt.sort();cout <<"sort:";list<int>::iterator it5 =lt.begin();while(it5 !=lt.end()){ cout <<*it5 <<' ';it5++;}cout <<endl;lt.reverse();cout <<"reverse:";list<int>::iterator it6 =lt.begin();while(it6 !=lt.end()){ cout <<*it6 <<' ';it6++;}cout <<endl;return0;}

⌨️代码输出示例：

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