std::list是c++ STL中的双向链表容器,1. 需包含头文件,支持多种初始化方式;2. 提供push_front、push_back、insert等高效插入操作及pop_front、erase等删除操作,front和back可访问首尾元素;3. 不支持下标访问,需用迭代器或范围for循环遍历;4. 支持sort、reverse、unique、merge和splice等特殊操作,适合有序合并与去重;5. 适用于频繁中间增删和复杂结构调整场景,但不适用于频繁随机访问或内存敏感场合。

在C++中,std::list 是标准模板库(STL)提供的一个双向链表容器。它支持高效的插入和删除操作,特别适合频繁修改数据结构的场景。与 vector 和 deque 不同,list 的元素在内存中不是连续存储的,而是通过指针连接节点,因此随机访问效率较低,但中间位置的增删操作非常高效。
1. 头文件与基本定义
使用 list 需要包含头文件:
定义方式如下:
- std::list
lst; // 存储整数的空链表 - std::list
dlst(5); // 包含5个默认值为0.0的元素 - std::list<:string> slst{“a”, “b”, “c”}; // 初始化列表
2. 常用成员函数操作
list 提供了丰富的成员函数来管理元素:
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插入操作:
- lst.push_front(x):在链表头部插入元素 x
- lst.push_back(x):在链表尾部插入元素 x
- lst.insert(it, x):在迭代器 it 指向的位置前插入 x
删除操作:
- lst.pop_front():删除第一个元素
- lst.pop_back():删除最后一个元素
- lst.erase(it):删除迭代器 it 指向的元素
- lst.clear():清空所有元素
访问与查询:
- lst.front():返回第一个元素的引用
- lst.back():返回最后一个元素的引用
- lst.empty():判断是否为空,返回 bool
- lst.size():返回当前元素个数
3. 迭代器遍历
由于 list 不支持下标访问,必须使用迭代器进行遍历:
std::list<int> lst = {1, 2, 3, 4, 5}; for (auto it = lst.begin(); it != lst.end(); ++it) { std::cout << *it << " "; }
也可以使用范围 for 循环(C++11 起):
for (const auto& val : lst) { std::cout << val << " "; }
4. 特殊操作:合并、反转、去重
list 提供了一些特有的高效算法操作:
- lst.sort():对链表内元素排序(注意:不是全局 sort 函数)
- lst.reverse():反转链表顺序
- lst.unique():去除连续重复元素(常用于已排序链表)
- lst.merge(other):将另一个已排序链表合并进来,并保持有序
- lst.splice(it, other, o_it):将 other 中某个元素移动到当前链表 it 位置前
这些操作都在原链表上进行,无需额外空间,效率很高。
5. 实际使用建议
list 最适合以下场景:
- 需要频繁在序列中间插入或删除元素
- 不关心元素的内存连续性
- 经常做拼接、拆分、移动等复杂结构调整
不适合的场景:
- 需要频繁随机访问某一下标元素(应使用 vector)
- 内存占用敏感(每个节点有额外指针开销)
- 追求缓存友好性(非连续存储导致缓存命中率低)
基本上就这些。std::list 在特定场合下非常有用,理解其特性有助于写出更高效的代码。