C++ STL（3）list

C++ 标准模板库（STL）中的 list 容器是一种双向链表数据结构，它允许在常数时间内进行插入和删除操作，而无需重新分配整个容器或移动大量元素。list 容器由一系列节点组成，每个节点包含数据部分和指向前后节点的指针，这种结构使得 list 在某些场景下非常高效。本文将重点介绍 list 容器的内存存储机制及其常见用法。

一、list 详解

1、内存管理

list 容器的内存存储特点主要体现在以下几个方面：

• 非连续存储： 与数组不同，list 的元素不存储在连续的内存块中。每个元素（节点）包含数据部分以及指向前后节点的指针。这种结构使得 list 能够灵活地在任意位置进行插入和删除操作。
• 动态内存分配： 每次插入新元素时，list 会动态分配新的节点内存。这种机制避免了像 vector 那样在插入或删除元素时可能需要重新分配整个容器的内存，从而减少了内存碎片化的风险。
• 双向链表： 每个节点包含两个指针，一个指向前一个节点（prev），另一个指向下一个节点（next）。这使得 list 能够在常数时间内向前或向后遍历。

2、常用操作

• push_back(const T& value)： 在 list 的末尾添加一个元素。
• push_front(const T& value)： 在 list 的开头添加一个元素。
• pop_back() ： 移除 list 的最后一个元素。
• pop_front()： 移除 list 的第一个元素。
• insert(iterator pos, const T& value)： 在指定位置插入一个元素。
• erase(iterator pos)： 移除指定位置的元素。
• erase(iterator first, iterator last)： 移除指定范围内的元素。
• clear()： 移除 list 中的所有元素。
• sort()： 对 list 进行排序。
• sort(Compare comp) ： 使用自定义比较函数对 list 进行排序。
• reverse()：反转 list 中元素的顺序。

3、迭代器+erase()删除list中的元素

std::list 是一个双向链表容器，它提供了 erase 成员函数来删除元素。这个函数接受一个迭代器作为参数，该迭代器指向要删除的元素。调用 erase 后，该元素会从 list 中移除，并且 erase 会返回一个指向被删除元素之后位置的迭代器（如果存在的话；如果删除的是最后一个元素，则返回 end()）。

示例：

#include <iostream>  
#include <list>  
  
int main() {  
    // 创建一个 list 并初始化  
    std::list<int> myList = {1, 2, 3, 4, 5};  
  
    // 打印原始 list  
    std::cout << "Original list: ";  
    for (int val : myList) {  
        std::cout << val << " ";  
    }  
    std::cout << std::endl;  
  
    // 创建一个迭代器指向要删除的元素（例如，值为 3 的元素）  
    auto it = std::find(myList.begin(), myList.end(), 3);  
  
    // 检查是否找到了该元素  
    if (it != myList.end()) {  
        // 删除元素，并获取删除后下一个元素的迭代器  
        it = myList.erase(it); // 注意：这里我们更新了 it 的值  
  
        // 可选：打印删除后的 list  
        std::cout << "List after erasing 3: ";  
        for (int val : myList) {  
            std::cout << val << " ";  
        }  
        std::cout << std::endl;  
    } else {  
        std::cout << "Element 3 not found in the list." << std::endl;  
    }  
  
    // 注意：如果你不打算使用擦除后返回的迭代器（即不关心擦除后的下一个元素），  
    // 你也可以不更新 it，但之后不要使用它，因为它现在是一个无效迭代器。  
  
    return 0;  
}