STL容器lists使用

简介

list使用双向链表来管理元素。

list内部结构与vector和deque截然不同，主要体现在以下几个主要方面，其区别如下：

lists不支持随机存取。如果要读取某个元素，需要从头顺序遍历元素，找到对应位置，然后进行读取。
任何位置上（不只是两端）执行元素的安插和一尺都非常快，始终都是常数时间内完成，因为无需移动任何其它元素。实际上内部只是进行一些指针操作。
安插和删除动作并不会造成指向其他元素的各个pointers、references、iterators失效。
list对于异常处理方式是：要么操作成功，要么什么都不发生。决不会出现“只成功一般”的情况。
list并未提供容量、空间重新分配等操作，因为全无必要。每个元素都有自己的内存，在被删除之前一直有效。
lists提供了不少特殊的成员函数，专门用于移动元素。较之同名的STL通用算法，这些函数执行起来更快，因为它们无需拷贝或移动，只需调整若干指针即可。

list基本操作

• 构造和析构操作

list c：产生一个空的list
list c1(c2)：产生一个与c2同型的list（每个元素都被复制）
list c(n)：产生拥有n个元素的list，这些元素都以default构造函数初始化
list c(n, elem)：产生拥有n个元素的list，每个元素都是elem的副本
list c(beg, end)：产生一个list并以[begin; end]区间内的元素为初值
c.~list()：销毁所有元素，释放内存

• 非变动性操作

c.size()：返回元素个数
c.empty()：判断容器大小是否为零。等同于size()==0，但可能更快
c.max_size()：返回元素的最大可能数量
c1 == c2：判断是否c1等于c2
c1 != c2：判断是否c1不等于c2，等同于!(c1==c2)
c1 < c2：判断是否c1小于c2
c1 > c2：判断是否c1大于c2。等同于与c2 < c1相同
c1 <= c2：判断是否c1小于等于c2。等同于!(c2 < c1)
c1 >= c2：判断是否c1大于等于c2。等同于!(c2 < c2)

• 赋值操作

c1 = c2：将c2的全部元素赋值给c1
c.assign(n, elem)：将elem的n个拷贝赋值给c
c.assign(beg, end)：将区间[beg; end)的元素赋值给c
c1.swap(c2)：将c1和c2的元素互换
swap(c1, c2)：将c1和c2元素互换。此为全局函数

• 元素存取操作

c.front()：返回第一个元素。不检查元素存在与否
c.back()：返回最后一个元素。不检查元素存在与否

• 迭代器操作

c.begin()：返回一个双向迭代器，指向第一个元素
c.end()：返回一个双向迭代器，指向最后元素的下一个位置
c.rbegin()：返回一个逆向迭代器，指向逆向迭代器的第一个元素
c.rend()：返回一个逆向迭代器，指向逆向迭代的最后元素的下一位置

• 插入和移除操作

c.insert(pos, elem)：在迭代器pos所指位置上安插一个elem副本，并返回新元素的位置
c.insert(pos, n, elem)：在迭代器pos所指位置上安插n个elem副本，无返回值
c.insert(pos, beg, end)：在迭代器pos所指位置上安插[beg; end]区间内的所有元素的副本，无返回值
c.push_back(elem)：在尾部追加一个elem副本
c.pop_back()：移除最后一个元素（但不返回）
c.push_front(elem)：在头部安插一个elem副本
c.pop_front()：移除第一个元素（但不返回）
c.remove(val)：移除所有值为val的元素
c.remove_if(op)：移除所有“造成op(elem)结果为true”的元素
c.erase(pos)：移除迭代器pos所指元素，返回下一元素位置
c.erase(beg, end)：移除区间[beg; end]内的所有元素，返回下一个元素位置
c.resize(num)：将元素容量变为num。如果size()变大，则以default构造函数构造所有新增元素
c.resize(num, elem)：将元素容量变为num。如果size()变大，则以elem副本作为新增元素的初值
c.clear()：移除全部元素，将整个容器清空

• 特殊变动性操作

c.unique()：如果存在若干相邻而数值相当的元素，就移除重复元素，只留下一个
c.unique(op)：如果存在若干相邻元素，都是用op()的结果为true，则移除重复元素，只留下一个
c1.splice(pos, c2)：将c2内的所有元素转移到c1之内，迭代器pos之前
c1.splice(pos, c2, c2pos）：将c2内的cpos所指元素转移到c1内的pos所指位置上（c1和c2
可相同）
c1.splice(pos, c2, c2beg, c2end)：将c2内的[c2beg; c2end]区间内所有元素转移到c1内的pos之前(c1和c2可相同）
c.sort()：以operator<为准则，对所有元素排序
c.sort(op)：以op()为准则，对所有元素排序
c1.merge(c2)：假设c1和c2容器都包含已序（sorted）元素，将c2的全部元素转移到c1，并保证合并后的list仍为已序
c1.merge(c2, op)：假设c1和c2容器都包含op()原则下的已序（sorted）元素，将c2的全部元素转移到c1，并保证合并后的list在op()原则下仍为已序
c.reverse()：将所有元素反序

• 异常处理

list对于异常安全性提供了最佳支持。所有操作为要么成功，要么无效。其异常提供的特殊保护具体如下：

push_back()：如果不成功，就无任何作用
push_front()：如果不成功，就无任何作用
insert()：如果不成功，就无任何作用
pop_back()：不抛出异常
pop_front()：不抛出异常
erase()：不排除异常
clear()：不排除异常
resize()：如果不成功，就无任何作用
remove()：只要元素比较操作不抛出异常，就不抛出任何异常
remove_if()：只要判断式predicate不抛出异常，它就不抛出异常
unique()：只要元素比较操作不排除异常，它就不抛出异常
splice()：不抛出异常
merge()：只要元素比较时不抛出异常，它便保证“要么成功，要么无任何作用”
reverse()：不抛出异常
swap()：不抛出异常

**参考文献：**C++标准库，STL源码剖析