[C++ 从入门到放弃-07]C++STL之list双向链表容器

学过数据结构都知道，其中有一章专门讲线性表，其中有两块，一是顺序表（也就是我们平时用的比较多的数组，结构数组），二是链表（有指针在，想想都复杂）。而C++ STL中给我们封装好了一个list容器，大大降低了编写难度。

list容器实现了双向链表的数据结构，数据元素是通过链表指针串成逻辑意义上的线性表，选择对链表的任一位置的元素进行插入，删除和查找都是非常高效的。

在这里我们再复习一下什么是双向链表，如下图所示：

list的每个节点有三个域：前驱元素指针域，数据域，后继元素指针域，前驱元素的指针域保存了前驱元素的首地址；数据域则是本节点的数据，后继元素指针域则保存了后继元素的首地址。
list的头节点的前驱元素指针域保存的是链表中尾元素的首地址，而list的尾节点的后继元素指针域则保存了头节点的首地址，这样就构成一个双向循环链表。
list对象的节点并不要求一段连续的内存空间，所以，对于迭代器，只能通过”++”或”–”的操作将迭代器移动到后继/前驱节点元素处。而不能对迭代器进行+n或者-n操作。

1. 创建list

# 创建一个空的双向链表list<int> L;# 创建一个具有n个int元素的双向链表list<int> L(10);

2. 元素插入和元素遍历

• 采用push_back方法往尾部插入元素，链表自动扩张大小。
  
• 采用push_front方法往首部插入元素，链表自动扩张大小。
  
• 采用insert方法往迭代器插入元素，链表自动扩张大小。
  

再次提醒：迭代器只能进行”++”或“–”操作，不能进行+n或-n操作。

#include<iostream>#include<list>using namespace std;int main(){    list<int> L;    L.push_back(2);    L.push_back(1);    L.push_back(5);    L.push_back(8);    list<int>::iterator it;    it = L.begin();    it ++;    L.insert(it, 20);    for(it = L.begin(); it != L.end(); it ++)        cout<<*it<<" ";    cout<<endl;    # 反向遍历    list<int>::reverse_iterator rit;    for(rit = L.rbegin(); rit != L.rend(); rit ++)        cout<<*rit<<" ";    cout<<endl;    return 0;}

3. 元素删除

• 使用remove()方法删除链表中一个元素，值相同的元素都会被删除。
  
• 使用pop_front()方法删除链表首元素。
  
• 使用pop_back()方法删除链表尾元素。
  
• 使用erase()方法删除迭代器位置上的元素。
  
• 使用clear()方法清空链表。
  

#include<iostream>#include<list>using namespace std;int main(){    list<int> L;    L.push_back(2);    L.push_back(1);    L.push_back(5);    L.push_back(8);    L.push_back(1);    list<int>::iterator it;    for(it = L.begin(); it != L.end(); it ++)        cout<<*it<<" ";    cout<<endl;    //删除所有等于1的元素     L.remove(1);    for(it = L.begin(); it != L.end(); it ++)        cout<<*it<<" ";    cout<<endl;    L.pop_front();    L.pop_back();    for(it = L.begin(); it != L.end(); it ++)        cout<<*it<<" ";    cout<<endl;    return 0;}

#include<iostream>#include<list>using namespace std;int main(){    list<int> L;    L.push_back(2);    L.push_back(1);    L.push_back(5);    L.push_back(8);    L.push_back(1);    list<int>::iterator it;    for(it = L.begin(); it != L.end(); it ++)        cout<<*it<<" ";    cout<<endl;    //删除第2个元素（从0开始计数）    it = L.begin();    it ++;    it ++;    L.erase(it);    for(it = L.begin(); it != L.end(); it ++)        cout<<*it<<" ";    cout<<endl;    L.clear();    cout<<L.size()<<endl;    return 0;}

4. 元素查找

采用find()查找可以在链表中查找元素，如果找到该元素，则返回该元素的迭代器位置，反之，则返回end()迭代器位置。 

#include<iostream>#include<list>#include<algorithm>using namespace std;int main(){    list<int> L;    L.push_back(2);    L.push_back(1);    L.push_back(5);    L.push_back(8);    L.push_back(1);    list<int>::iterator it;    for(it = L.begin(); it != L.end(); it ++)        cout<<*it<<" ";    cout<<endl;    it = find(L.begin(), L.end(), 5);    if(it != L.end())        cout<<"Find it"<<endl;    else        cout<<"Not find it"<<endl;    it = find(L.begin(), L.end(), 10);    if(it != L.end())        cout<<"Find it"<<endl;    else        cout<<"Not find it"<<endl;    return 0;}

5. 元素排序 

使用sort()方法对链表进行排序，升序排列。

#include<iostream>#include<list>#include<algorithm>using namespace std;int main(){    list<int> L;    L.push_back(2);    L.push_back(1);    L.push_back(5);    L.push_back(8);    L.push_back(1);    list<int>::iterator it;    for(it = L.begin(); it != L.end(); it ++)        cout<<*it<<" ";    cout<<endl;    L.sort();    for(it = L.begin(); it != L.end(); it ++)        cout<<*it<<" ";    cout<<endl;    return 0;}

6. 去除连续重复元素

采用unique()方法可以剔除连续重复元素，只保留一个。这种问题应该经常遇见。

#include<iostream>#include<list>#include<algorithm>using namespace std;int main(){    list<int> L;    L.push_back(2);    L.push_back(1);    L.push_back(1);    L.push_back(1);    L.push_back(1);    L.push_back(1);    L.push_back(5);    L.push_back(8);    L.push_back(1);    list<int>::iterator it;    for(it = L.begin(); it != L.end(); it ++)        cout<<*it<<" ";    cout<<endl;    L.unique();    for(it = L.begin(); it != L.end(); it ++)        cout<<*it<<" ";    cout<<endl;    return 0;}