C++之list容器介绍及使用方式

list容器简介

list容器是C++标准库中的一种容器类型，它是一个链表结构，可以方便地进行插入、删除和移动操作。它与数组和向量相比，可以更好地处理元素移动或删除操作。list容器的所有操作都具有良好的时间复杂度，这使得它成为一种优秀的容器类型。

list容器的使用

include头文件

使用list容器需要引入相应的头文件，即：

#include <list>

声明list容器

在使用list容器之前，需要先声明一个list对象，可以使用以下语法：

std::list<元素类型> mylist;

list容器的常用操作

插入元素

使用push_back() 或 push_front() 方法向 list 容器中插入元素，其中 push_back() 将元素插入容器尾部，而 push_front() 则插入容器的头部。

std::list<int> mylist;
mylist.insert(mylist.begin(), 5); // 在 list 容器头部插入元素5
mylist.push_back(10); // 在 list 容器尾部插入元素10

删除元素

使用erase() 方法可以删除 list 容器中的元素，可以删除指定位置处的元素，也可以删除某个范围内的元素。

以下代码演示了如何删除list容器中第一个元素和最后一个元素：

std::list<int> mylist;
mylist.push_back(5);
mylist.push_back(10);
mylist.pop_back(); // 删除最后一个元素
mylist.pop_front(); // 删除第一个元素

访问元素

使用 list 容器提供的 begin() 和 end() 方法可以遍历 list 容器中的元素。如：

std::list<int> mylist;
mylist.push_back(5);
mylist.push_back(10);
for (std::list<int>::iterator it = mylist.begin(); it != mylist.end(); it++) {
    std::cout << *it << std::endl; // 依次输出：5 敲回车 10 敲回车
}

获取属性

list 容器提供了很多属性方法，如 size() 可以返回 list 容器中元素的个数。还可以使用 empty() 方法判断 list 容器是否为空。

std::list<int> mylist;
mylist.push_back(5);
mylist.push_back(10);
std::cout << mylist.size() << std::endl; // 输出 2
std::cout << mylist.empty() << std::endl; // 输出 false

list容器实际应用

实例1：使用list容器存储和排序字符串

以下代码演示了使用 list 容器存储字符串并按字典序排序：

#include <iostream>
#include <list>
#include <algorithm>

bool cmp(const std::string& s1, const std::string& s2) {
    return s1 < s2;
}

int main()
{
    std::list<std::string> mylist {"hello", "world", "cpp", "stl", "algorithm"};
    std::cout << "before sort:" << std::endl;
    for (std::string str : mylist) {
        std::cout << str << " ";
    }
    std::cout << std::endl;
    mylist.sort(cmp);
    std::cout << "after sort:" << std::endl;
    for (std::string str : mylist) {
        std::cout << str << " ";
    }
    std::cout << std::endl;
    return 0;
}

以上代码输出：

before sort:
hello world cpp stl algorithm 
after sort:
algorithm cpp hello stl world 

实例2: 使用list容器实现十进制转二进制

使用 list 容器可以实现将十进制数转为二进制数。循环除以2，将余数从头插入 list 容器中，最后将容器中的元素转成二进制即可。

#include <iostream>
#include <list>

int main() {
    std::list<int> mylist;
    int num = 15;

    while (num > 0) {
        mylist.push_front(num % 2); // 余数入队
        num /= 2; // 除2
    }

    std::cout << "15的二进制数为：";
    for (int digit : mylist) {
        std::cout << digit;
    }
    std::cout << std::endl;

    return 0;
}

以上代码输出：

15的二进制数为：1111