list的相关介绍

1.  list是可以在常数范围内在任意位置进行插入和删除的序列式容器，并且该容器可以前后双向迭代。
2.  list的底层是带头双向循环链表结构，链表中每个元素存储在互不相关的独立节点中，在节点中通过指针指向其前一个元素和后一个元素。
3.  list与forward_list非常相似：最主要的不同在于forward_list是单链表，只能朝前迭代，已让其更简单高效。
4. 与其他的序列式容器相比(array，vector，deque)，list通常在任意位置进行插入、移除元素的执行效率更好。
5. list需要一些额外的空间，以保存每个节点的相关联信息(对于存储类型较小元素的大list来说这可能是一个重要的因素)

想要了解更多关于list的详细内容，请点击list的文档介绍。

list的使用

注意：本章只介绍一些常用的接口

list的构造

构造函数	接口说明	代码演示
list()	构造空的list	list<int> l1;
list(size_t n, const T& val = T())	构造的list中包含n个值为val的元素	list<int> l2(5, 100); // l2中放5个值为100的元素
list(const list<T>& x)	拷贝构造函数	list<int> l3(l2);
list(InputIterator first, InputIterator last)	用[first, last)区间中的元素构造list	list<int> l4(l2.begin(), l2.end());
list(initializer_list<T> li)	使用花括号进行构造(C++11)	list<int> lt = { 1,2,3,4,5 };

list iterator的使用

list的迭代器，大家在这里可以暂时理解成一个指针，该指针指向list的某个节点。

函数说明	接口说明
begin + end	返回第一个元素的迭代器+返回最后一个元素下一个位置的迭代器
rbegin + rend	返回第一个元素的reverse_iterator,即end位置，返回最后一个元素下一个位置的reverse_iterator,即begin位置

// 迭代器使用举例
int main()
{
    list<int> li = {1,2,3,4};
    list<int>::iterator it = li.begin();
    while (it != li.end())
    {
	    cout << *it << " ";
	    ++it;
    }
    return 0;
}

list的增删查改

函数声明	接口说明	代码演示
insert	在list pos 位置中插入值为val的元素	iterator insert(iterator pos, const T& val)
erase	删除list pos 位置的元素	iterator erase(iterator pos)
clear	清空list的有效元素	void clear()

注意：在list的接口里面没有提供[ ]，因为效率不高

list的迭代器失效

相比vector，list的迭代器失效相对简单一些。

前面说过，此处大家可将迭代器暂时理解成类似于指针，迭代器失效 即迭代器所指向的节点已经不存在了，即该节点被删除了。因为list的底层结构为带头双向循环链表，因此在list中进行插入时是不会导致list的迭代器失效的，只有在删除时才会失效，并且失效的只是指向被删除节点的迭代器，其他迭代器不会受到影响。

// 删除是偶数的数据
list<int> li = {1,2,3,4};
list<int>::iterator it = li.begin();
while (it != li.end())
{
	if (*it % 2 == 0)
        //li.erase(it);      会导致迭代器失效
		it = li.erase(it); //重新对迭代器进行赋值，就会避免失效的问题
	else
		++it;
}

注意：此处的迭代器失效只是针对vs下所说，不同平台的list底层实现结构不同，所以在其他平台下可能不会失效 

list的底层实现

迭代器的实现

与vector不同，vector的迭代器使用原生态指针就可以搞定，但list不行，因为list的底层结构是不连续的，所以对list的原生态指针进行了封装。

template<class T, class Ref, class Ptr>
//使用一个类封装原生态指针
struct listiterator
{
	typedef ListNode<T> Node;
	typedef listiterator<T, Ref, Ptr> Self;

	listiterator(Node* node)  //构造
		:_node(node)
	{}
	Self& operator++()        //前置++底层结构
	{
		_node = _node->_next;
		return *this;
	}
	Self operator++(int)      //后置++底层结构
	{
		Self tmp(*this);
		_node = _node->_next;

		return tmp;
	}
	Ref operator*()           //operator*底层结构
	{
		return _node->_data;
	}
	bool operator!=(const Self& it)
	{
		return _node != it._node;
	}

	Node* _node;              //包含一个结点的指针
};

常用接口实现

//拷贝构造
list(const list<T>& x)
{
	empty_list();             //对list进行初始化
	for (const auto& e : x)
	{
		push_back(e);
	}
}
//赋值
list<T>& operator=(list<T> x) 
{
	swap(_head,x._head);     //交换两个list的头节点
	return *this;
}

iterator insert(iterator pos, const T& val)
{
	Node* cur = pos._node;            //获取指向该结点的指针
	Node* newnode = new Node(val);
	Node* prev = cur->_prev;

	prev->_next = newnode;            //插入
	newnode->_prev = prev;
	newnode->_next = cur;
	cur->_prev = newnode;

	return iterator(newnode);
}

iterator erase(iterator pos)
{
	assert(pos != end());        //断言，防止删除头节点

	Node* cur = pos._node;       //获取指向该结点的指针
	Node* prev = cur->_prev;
	Node* next = cur->_next;

	prev->_next = cur->_next;    //删除
	next->_prev = prev;
	delete cur;

	return iterator(next);
}

void clear()            //清空list的有效数据
{
	list<T>::iterator it = begin();
	while (it != end())
	{
		it = erase(it); //给迭代器重新赋值，防止迭代器失效
	}
}