【STL】顺序容器之list、forward_list用法总结
C++容器的
发布日期：2021-05-08 01:38:05
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分类：精选文章
本文共 3255 字，大约阅读时间需要 10 分钟。
C++容器的list和forward_list详解
一、基本原理
list和forward_list是C++中常用的链表容器，前者是双向链表，后者是单向链表。两者的核心特点是支持快速的元素插入和删除操作，但缺少随机访问的高效性，访问元素时需要遍历链表。
list的特点
- 双向链表：支持正向和逆向遍历。
- 性能优化：在新标准中，
forward_list的性能与手写链表相当，避免了额外开销。 - 无size方法：
forward_list不支持size()方法，因为计算大小会增加开销。
forward_list的特点
- 单向链表：只能正向遍历，无法逆向。
- 高性能：与
forward_list的性能接近手写链表。
二、使用方法
初始化
使用list和forward_list前，需包含相应的头文件：
#include#include
并在代码中使用using namespace std;命名空间。
初始化示例
| 容器类型 | 初始化方式 | 示例 |
|---|---|---|
list<int> | list<int> li1; | list<int> li1; |
list<int> | list<int> li1(100, 7); | list<int> li1(100, 7); |
list<int> | list<int> li1 = {1, 2, 3, ...}; | list<int> li1 = {1, 2, 3, ...}; |
list<int> | list<int> li2(li1); | list<int> li2(li1); |
| 容器类型 | 初始化方式 | 示例 |
|---|---|---|
forward_list<int> | forward_list<int> f1; | forward_list<int> f1; |
forward_list<int> | forward_list<int> f1(100, 7); | forward_list<int> f1(100, 7); |
forward_list<int> | forward_list<int> f1 = {1, 2, 3, ...}; | forward_list<int> f1 = {1, 2, 3, ...}; |
三、操作方法
访问元素
list支持正向和逆向访问，forward_list仅支持正向。
| 操作 | 示例 | 说明 |
|---|---|---|
| 首元素 | li1.front(); | 获取双向链表首元素 |
| 尾元素 | li1.back(); | 获取双向链表尾元素 |
| 迭代器获取 | auto iter = li1.begin(); iter != li1.end(); | 获取正向迭代器 |
| 逆向迭代器 | auto riter = li1.rbegin(); riter != li1.rend(); | 获取逆向迭代器 |
| 常量迭代器 | auto citer = li1.cbegin(); citer != li1.cend(); | 获取常量迭代器 |
| 操作 | 示例 | 说明 |
|---|---|---|
| 首元素 | f1.front(); | 获取单向链表首元素 |
| 迭代器获取 | auto iter = f1.begin(); iter != f1.end(); | 获取正向迭代器 |
插入元素
list
| 方法 | 示例 | 说明 |
|---|---|---|
push_front | li1.push_front(a); | 在链首添加元素a |
emplace_front | li1.emplace_front(a); | 在链首插入元素a |
push_back | li1.push_back(a); | 在链尾添加元素a |
emplace_back | li1.emplace_back(a); | 在链尾插入元素a |
insert | li1.insert(iter, a); | 在指定位置插入元素a |
insert | li1.insert(iter, n, a); | 在指定位置插入n个元素a |
insert | li1.insert(iter, {a, b, c}); | 在指定位置插入多个元素集合 |
forward_list
| 方法 | 示例 | 说明 |
|---|---|---|
push_front | f1.push_front(a); | 在链首添加元素a |
emplace_front | f1.emplace_front(a); | 在链首插入元素a |
emplace_after | f1.emplace_after(iter, a); | 在指定位置插入元素a |
insert_after | f1.insert_after(iter, a); | 在指定位置插入元素a |
insert_after | f1.insert_after(iter, n, a); | 在指定位置插入n个元素a |
insert_after | f1.insert_after(iter, {a, b, c}); | 在指定位置插入多个元素集合 |
删除元素
list
| 方法 | 示例 | 说明 |
|---|---|---|
pop_front | li1.pop_front(); | 删除链首元素 |
pop_back | li1.pop_back(); | 删除链尾元素 |
erase | li1.erase(iter); | 删除指定位置的元素 |
erase | li1.erase(iter1, iter2); | 删除指定范围内的元素 |
clear | li1.clear(); | 删除所有元素 |
forward_list
| 方法 | 示例 | 说明 |
|---|---|---|
pop_front | f1.pop_front(); | 删除链首元素 |
erase_after | f1.erase_after(iter); | 删除指定位置的元素 |
erase_after | f1.erase_after(iter1, iter2); | 删除指定范围内的元素 |
clear | f1.clear(); | 删除所有元素 |
四、替换元素
list
| 方法 | 示例 | 说明 |
|---|---|---|
swap | li1.swap(li2); | 交换两个list的元素 |
assign | li1.assign(iter1, iter2); | 替换为指定范围内的元素集合 |
assign | li1.assign({1, 2, 3, ...}); | 替换为初始化列表中的元素 |
assign | li1.assign(7, 1); | 替换为指定数量的元素值 |
forward_list
| 方法 | 示例 | 说明 |
|---|---|---|
swap | f1.swap(f2); | 交换两个forward_list的元素 |
assign | f1.assign(iter1, iter2); | 替换为指定范围内的元素集合 |
assign | f1.assign({1, 2, 3, ...}); | 替换为初始化列表中的元素 |
assign | f1.assign(7, 1); | 替换为指定数量的元素值 |
五、容器大小
list
| 方法 | 示例 | 说明 |
|---|---|---|
size() | li1.size(); | 获取元素数量 |
empty() | li1.empty(); | 检查是否为空 |
maxsize() | li1.maxsize(); | 获取最大可存储元素数目 |
resize(n) | li1.resize(n); | 调整大小到指定数量 |
resize(n, T) | li1.resize(n, T); | 调整大小到指定数量，新元素初始化为T |
forward_list
| 方法 | 示例 | 说明 |
|---|---|---|
size() | f1.size(); | 获取元素数量 |
empty() | f1.empty(); | 检查是否为空 |
maxsize() | f1.maxsize(); | 获取最大可存储元素数目 |
resize(n) | f1.resize(n); | 调整大小到指定数量 |
resize(n, T) | f1.resize(n, T); | 调整大小到指定数量，新元素初始化为T |
六、查找与操作
使用标准库算法（如find、replace、sort、unique、accumulate等）进行高级操作。
七、注意事项
- 迭代器有效性：插入或删除元素可能使迭代器失效，需谨慎操作。
- 容器类型影响：不同容器对迭代器的影响不同，需根据容器选择合适的操作。
通过以上方法，list和forward_list为C++程序提供了灵活且高效的链表操作。选择合适的容器类型根据具体需求来决定，以达到最佳性能和代码简洁性。
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[***.207.175.100]2025年04月26日 09时02分43秒
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