C++ list双向链表容器

一、list容器简介

　　list是顺序容器的一种。list容器完成的功能实际上和数据结构中的双向链表是极其相似的，list中的数据元素是通过链表指针串连成逻辑意义上的线性表。双向链表的每个元素中都有一个指针指向后一个元素，也有一个指针指向前一个元素。list 容器不支持根据下标随机存取元素。搜索的速度很慢，可以在任何位置快速插入或者移除元素。

　　list容器的实现：list的每个节点有三个域：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。由于list元素节点并不要求在一段连续的内存中，所以在list中是不支持快速随机存取的，因此对于迭代器，只能通过“++”或“--”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。

　　头文件：#include <list>

　　使用STL中的算法头文件：#include <algorithm>

二、list中常用的函数

1、构造函数　

　　list() 声明一个空列表；

　　list(n) 声明一个有n个元素的列表，每个元素都是由其默认构造函数T()构造出来的

　　list(n,val) 声明一个由n个元素的列表，每个元素都是由其复制构造函数T(val)得来的

　　list(n,val) 声明一个和上面一样的列表

　　list(first,last) 声明一个列表，其元素的初始值来源于由区间所指定的序列中的元素

2、begin()和end()

　　通过调用list容器的成员函数begin()得到一个指向容器起始位置的iterator，可以调用list容器的 end() 函数来得到list末端下一位置，相当于：int a[n]中的第n+1个位置a[n]，实际上是不存在的，不能访问，经常作为循环结束判断结束条件使用。

3、push_back() 和push_front()

　　使用list的成员函数push_back和push_front插入一个元素到list中。其中push_back()从list的末端插入，而 push_front()实现的从list的头部插入。

4、empty()和clear()

　　empty() 判断list是否为空。

　　clear()清空list中的所有元素。

5、 resize()

　　 如果调用resize(n)将list的长度改为只容纳n个元素，超出的元素将被删除，如果需要扩展那么调用默认构造函数T()将元素加到list末端。如果调用resize(n,val)，则扩展元素要调用构造函数T(val)函数进行元素构造，其余部分相同。

6、front()和back()

　　 通过front()可以获得list容器中的头部元素，通过back()可以获得list容器的最后一个元素。但是有一点要注意，就是list中元素是空的时候，这时候调用front()和back()会发生什么呢？实际上会发生不能正常读取数据的情况，但是这并不报错，那我们编程序时就要注意了，个人觉得在使用之前最好先调用empty()函数判断list是否为空。

7、pop_back和pop_front()

　　通过删除最后一个元素，通过pop_front()删除第一个元素；序列必须不为空，如果当list为空的时候调用pop_back()和pop_front()会使程序崩掉。

8、  assign()

　　具体和vector中的操作类似，也是有两种情况，第一种是：l1.assign(n,val)将 l1中元素变为n个T(val）。第二种情况是：l1.assign(l2.begin(),l2.end())将l2中的从l2.begin()到l2.end()之间的数值赋值给l1。

9、 swap()

　　交换两个链表(两个重载)，一个是l1.swap(l2); 另外一个是swap(l1,l2)，都可能完成连个链表的交换。

10、 reverse()

　　通过reverse()完成list的逆置。

11、 merge()

　　合并两个链表并使之默认升序(也可改)，l1.merge(l2，greater<int>()); 调用结束后l2变为空，l1中元素包含原来l1 和 l2中的元素，并且排好序，升序。其实默认是升序，greater<int>()可以省略，另外greater<int>()是可以变的，也可以不按升序排列。

12、insert()

在指定位置插入一个或多个元素(三个重载)：

　　l1.insert(l1.begin(),100); 在l1的开始位置插入100。

　　l1.insert(l1.begin(),2,200); 在l1的开始位置插入2个100。

　　l1.insert(l1.begin(),l2.begin(),l2.end());在l1的开始位置插入l2的从开始到结束的所有位置的元素。

13、erase()

删除一个元素或一个区域的元素(两个重载)

　　l1.erase(l1.begin()); 将l1的第一个元素删除。

　　l1.erase(l1.begin(),l1.end()); 将l1的从begin()到end()之间的元素删除。

14、sort()

　　将链表从小到大排序

15、remove (const T & val)

　　删除和 val 相等的元素

16、remove_if

　　删除符合某种条件的元素

17、unique()

　　删除所有和前一个元素相等的元素

18、splice(iterator i, list <T> & x, iterator first, iterator last)

　　在位置 i 前面插入链表 x 中的区间 [first, last)，并在链表 x 中删除该区间。链表自身和链表 x 可以是同一个链表，只要 i 不在 [first, last) 中即可

　　unique、merge、splice 成员函数等都不止一个，是重载的。STL 中的算法 sort 可以用来对 vector 和 deque 排序，它需要随机访问迭代器的支持。因为 list 不支持随机访问迭代器，所以不能用算法 sort 对 list 容器排序。因此，list 容器引入了 sort 成员函数以完成排序。