STL泛型编程-list双向链表容器

list双向链表容器

    list容器实现了双向链表的数据结构，数据元素时通过链表指针串连成逻辑意义上的的线性表，这样，对链表的任一位置的元素进行插入，删除和查找都是极快速的。

双向链表示例 (a)结点结构；(b)空的双向循环链表；(c)非空的双向循环链表

    list的每个节点都有三个域：前驱元素指针域、数据域和后继元素指针域。前驱元素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的头结点的前驱元素指针域保存的是链表中尾元素的的首地址，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，这样就构成了一个双向循环链。

    由于list对象的节点并不要求在一段连续的内存中，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-n的操作，这点，是和vector等不同的地方。

    使用list需要声明头文件"#include<list>"。

    1. 创建list对象

        1) 创建空链表，如：

            list<int> l;

        2) 创建具有n个元素的链表，如：

           list<int> l(10);//创建具有10个元素的链表

    2. 插入元素和前向遍历

        a) 使用push_back()方法从尾部插入元素，链表自动扩张。 

        b) 使用push_front()方法从头部插入元素，链表自动扩张。

        c) 使用insert()方法往迭代器位置处插入元素，链表自动扩张。注意，因为元素位置并不是物理相连，不能使用+n或-n的迭代器操作。

#include <list>#include <iostream>using namespace std;int main(int argc,char* argv[]){    //定义元素为整型的list对象，当前没有元素    list<int> l;    //在链表尾部插入新元素，链表自动扩张    l.push_back(2);    l.push_back(1);    l.push_back(5);    //在链表头部插入新元素，链表自动扩张    l.push_front(8);    //在任意位置插入新元素，链表自动扩张    list<int>::iterator it;    it=l.begin();    it++;//注意，链表的迭代器只能进行++或--操作，而不能进行+n操作    l.insert(it,20);    //使用前向迭代器遍历链表    for(it=l.begin();it!=l.end();it++)        cout<<*it<<" ";    cout<<endl;    return 0;}/*运行结果：8 20 2 1 5*/

    3. 反向遍历：使用反向迭代器reverse_iterator

    4. 删除元素

        1) 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。

#include <list>#include <iostream>using namespace std;int main(int argc,char* argv[]){    //定义元素为整型的list对象，当前没有元素    list<int> l;    //在链表尾部插入新元素，链表自动扩张    l.push_back(2);    l.push_back(1);    l.push_back(5);    l.push_back(1);    list<int>::iterator it;    //使用前向迭代器遍历链表    for(it=l.begin();it!=l.end();it++)        cout<<*it<<" ";    cout<<endl;    //删除值等于1的所有元素    l.remove(1);        for(it=l.begin();it!=l.end();it++)        cout<<*it<<" ";    cout<<endl;    return 0;}/*运行结果2 1 5 12 5*/

        2) 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。

#include <list>#include <iostream>using namespace std;int main(int argc,char* argv[]){    //定义元素为整型的list对象，当前没有元素    list<int> l;    //在链表尾部插入新元素，链表自动扩张    l.push_back(2);    l.push_back(8);    l.push_back(1);    l.push_back(5);    l.push_back(1);    list<int>::iterator it;    //使用前向迭代器遍历链表    for(it=l.begin();it!=l.end();it++)        cout<<*it<<" ";    cout<<endl;    //删除首元素    l.pop_front();    //删除尾元素    l.pop_back();        for(it=l.begin();it!=l.end();it++)        cout<<*it<<" ";    cout<<endl;    return 0;}/*运行结果2 8 1 5 18 1 5*/

        3) 使用erase()方法删除迭代器位置上的元素。

#include <list>#include <iostream>using namespace std;int main(int argc,char* argv[]){    //定义元素为整型的list对象，当前没有元素    list<int> l;    //在链表尾部插入新元素，链表自动扩张    l.push_back(2);    l.push_back(8);    l.push_back(1);    l.push_back(5);    l.push_back(1);    list<int>::iterator it;    //使用前向迭代器遍历链表    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;    return 0;}/*运行结果2 8 1 5 12 8 5 1*/

        4) 使用clear()方法清空链表。

    5. 元素查找（find（）算法需要声明头文件”#include <algorithm>”)

#include <list>#include <algorithm>#include <iostream>using namespace std;int main(int argc,char* argv[]){    //定义元素为整型的list对象，当前没有元素    list<int> l;    //在链表尾部插入新元素，链表自动扩张    l.push_back(2);    l.push_back(8);    l.push_back(1);    l.push_back(5);    l.push_back(1);    list<int>::iterator it;    //使用前向迭代器遍历链表    for(it=l.begin();it!=l.end();it++)        cout<<*it<<" ";    cout<<endl;    //使用find()查找算法在链表中查找    it=find(l.begin(),l.end(),5);    if(it!=l.end())//找到        cout<<"find it"<<endl;    else        cout<<"not find it"<<endl;    it=find(l.begin(),l.end(),10);    if(it!=l.end())//找到        cout<<"find it"<<endl;    else        cout<<"not find it"<<endl;    return 0;}/*运行结果2 8 1 5 1find itnot find it*/

    6. 元素排序

#include <list>#include <iostream>using namespace std;int main(int argc,char* argv[]){    //定义元素为整型的list对象，当前没有元素    list<int> l;    //在链表尾部插入新元素，链表自动扩张    l.push_back(2);    l.push_back(8);    l.push_back(1);    l.push_back(5);    l.push_back(1);    list<int>::iterator it;    //使用前向迭代器遍历链表    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;}/*运行结果2 8 1 5 11 1 2 5 8*/

    7. 剔除连续重复元素。（使用unique()方法可以剔除连续重复元素，只保留一个）

#include <list>#include <iostream>using namespace std;int main(int argc,char* argv[]){    //定义元素为整型的list对象，当前没有元素    list<int> l;    //在链表尾部插入新元素，链表自动扩张    l.push_back(2);    l.push_back(8);    l.push_back(1);    l.push_back(1);    l.push_back(1);    l.push_back(5);    l.push_back(1);    list<int>::iterator it;    //使用前向迭代器遍历链表    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;}/*运行结果2 8 1 1 1 5 12 8 1 5 1*/