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list重点接口及模拟实现

news 来源：原创 2025/6/15 2:25:35

list功能介绍

c++中list是使用双向链表实现的一个容器，这个容器可以实现。插入，删除等的操作。与vector相比，vector适合尾插和尾删（vector的实现是使用了动态数组的方式。在进行头删和头插的时候后面的数据会进行挪动，时间复炸度为O（N）），但是list更适合在任意位置的插入和删除。因为在要更改的位置进行节点的指向更改就可以插入数据。

在这里插入图片描述
在list中插入了6 ，但是的话在空间中没有改变数据的位置，只是改变了指向。这个时候时间复杂度为常数。

list的总要接口

list构造

在这里插入图片描述
构造函数（c++11增加了其他的构造函数，在这暂且不讲，可自行链接查询 list

默认构造函数

构建一个空链表

list (const allocator_type& alloc = allocator_type());

代码示例：

#include<list>
#include<iostream>list<int> mytest;  //调用默认构造函数

填充构造函数

构造一个具有 n 个元素的链表，每个元素的值都是 val。

list (size_type n, const value_type& val = value_type(), const allocator_type& alloc = allocator_type());

示例：

#include<list>
#include<iostream>list<int> mytest1;  //调用默认构造函数
list<int> mytest2(13,7); //13个元素，每个元素是7

范围构造器

使用迭代器构造一个list对象

 list (InputIterator first, InputIterator ,const allocator_type& alloc = allocator_type());

示例：

#include<list>
#include<iostream>list<int> mytest1;  //调用默认构造函数
list<int> mytest2(13,7); //13个元素，每个元素是7
list<int> mytest3(mytest2.begin(),mytest2.begin()+5); //使用mytest.2对mytest3进行初始化

拷贝构造函数

list (const list& x);

示例：

#include<list>
#include<iostream>list<int> mytest1;  //调用默认构造函数
list<int> mytest2(13,7); //13个元素，每个元素是7
list<int> mytest3(mytest2.begin(),mytest2.begin()+5); //使用mytest.2对mytest3进行初始化
list<int> mytest4(mytest3);//把mytest3拷贝给mytest4

capacity

函数声明和接口说明：

empty：检测list是否为空，如果为空，如果为空返回true，不为空返回false
size:返回对象中数据的个数

element access

函数声明和接口说明：

front:返回list中第一个元素
back:返回list中最后一个数据

modifiers

函数声明和接口说明：

push_front:在链表第一个位置进行头插
pop_front:删除链表第一个位置
push_back：在list尾部进行尾插
pop_back:删除尾部数据
insert：在list pos位置处进行数据插入
erase:删除list中pos的数据
swap:两个list对象进行交换
clear: 清空list中有效数据

注意：改文档只展示了常用list对象，若需要进行更多函数的学习可参考list文档

list迭代器失效问题

在C++中，list容器是一个双向链表，因此对它的插入和删除操作不会像vector那样导致整体内存拷贝，但是list的迭代器在某些操作中仍然会失效。

一、会导致迭代器失效的操作

  1. 删除元素（erase）：

    • 删除某个元素会使指向该元素的迭代器失效。
    • 其他迭代器仍然有效。
    std::list<int> lst = {1, 2, 3, 4};
auto it = lst.begin(); // 指向1
it = lst.erase(it); // it指向被删除的元素1，失效，需要使用返回值更新it
// 此时it指向2

  2. splice操作中目标位置的迭代器不失效，但被转移的元素的迭代器可能失效。

二、安全的迭代方式

使用返回值来更新迭代器，防止因删除导致的失效：

for (auto it = lst.begin(); it != lst.end(); ) {if (*it % 2 == 0) {it = lst.erase(it); // 删除并更新迭代器} else {++it;}
}

三、总结

  • list的插入不会使其他迭代器失效。
  • list的删除操作会使被删除元素的迭代器失效。
  • 修改容器结构时，应小心处理返回值，确保不会访问失效的迭代器。

list的模拟实现

因为list的模拟实现代码篇幅长度较大，所有在这我展示我list模拟实现的gitee仓库，大家可进行访问和探讨，欢迎在评论区指出本文档错误

list的模拟实现

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