一.list基本的結構

以上圖片展示了一個 C++ 標準庫中的 std::list 容器的內部結構：

1.環狀雙向鏈表

• std::list 是環狀雙向鏈表。
• 最后一個節點的 next 指向頭節點。
• 頭節點的 prev 指向最后一個節點。

2.哨兵節點

• 圖中紅色方框標注的是哨兵節點。
• 哨兵節點不存儲實際數據。
• 哨兵節點的 next 指向第一個數據節點。
• 哨兵節點的 prev 指向最后一個數據節點。

3.迭代器

• begin() 返回指向第一個數據節點的迭代器。
• end() 返回指向哨兵節點的迭代器。
• 迭代器通過 _M_node 指針訪問節點。

4.節點結構

• 每個節點包含數據值（如圖中 0、2、3、4 等）。
• 包含指向前一個節點的指針（prev）。
• 包含指向后一個節點的指針（next）。

5.鏈表遍歷

• 正向遍歷：從 begin() 開始，通過 next 指針依次訪問節點。
• 逆向遍歷：從 end() 開始，通過 prev 指針依次訪問節點。

6.迭代器失效

• 當鏈表結構改變時（如插入或刪除節點），迭代器可能失效。
• 失效的迭代器不能再用于訪問鏈表。

二.list的基本使用

對C++ 標準庫中 std::list 容器部分成員函數的測試。展示了std::list 的多種操作方式，包括初始化、插入元素、調整大小、刪除元素等。

#include<iostream>
#include<list>
#include<vector>
using namespace std;// 測試 list 的初始化和基本遍歷
void test01()
{// 默認構造函數創建空列表list<int> lt1;// 使用初始化列表構造列表list<int> lt2 = { 0,1,2,3,4,5 };// 創建包含10個元素的列表，每個元素初始化為1list<int> lt3(10, 1);// 從數組中前5個元素構造列表int a[] = { 5,4,3,2,1,0 };list<int> lt4(a, a + 5);// 正確遍歷方法：基于范圍的for循環cout << "lt4: ";for (auto e : lt4){cout << e << " ";}cout << endl;
}// 測試 list 的插入、修改和刪除操作
void test02()
{// 使用初始化列表構造并插入元素list<int> lt1 = { 0,1,2,3,4,5 };lt1.insert(lt1.begin(), 666);  // 在頭部插入元素// 復制構造list<int> lt2(lt1);lt2.push_back(999);           // 在尾部添加元素lt2.resize(10, 77);           // 調整大小，不足部分用77填充cout << "lt2: ";for (auto e : lt2){cout << e << " ";}cout << endl;// 復制列表并調整大小（截斷）list<int> lt3 = lt2;lt3.resize(5, 0);             // 調整為5個元素，超出部分截斷cout << "lt3: ";for (auto e : lt3){cout << e << " ";}cout << endl;// 刪除特定值的所有元素list<int> lt4(lt2);lt4.remove(77);               // 刪除所有值為77的元素cout << "lt4: ";for (auto e : lt4){cout << e << " ";}cout << endl;
}int main() {test01();cout << endl;test02();return 0;
}

以下是對代碼中test01和test02函數測試內容的分要點梳理：

1.test01函數：主要測試std::list的初始化方式及遍歷

1. 初始化測試

   • 默認構造：list<int> lt1;（創建空列表）
   • 初始化列表構造：list<int> lt2 = {0,1,2,3,4,5};（用初始化列表直接賦值元素）
   • 指定大小和值構造：list<int> lt3(10, 1);（創建包含10個元素、每個元素值為1的列表）
   • 數組范圍構造：list<int> lt4(a, a + 5);（用數組a中從a到a+5的元素初始化列表，即取前5個元素5,4,3,2,1）

2. 遍歷測試

   • 使用基于范圍的for循環遍歷lt4并輸出元素，驗證初始化結果是否正確。

2.test02函數：主要測試std::list的常用成員函數操作

1. 插入操作

   • lt1.insert(lt1.begin(), 666);：在lt1的開頭位置插入元素666。

2. 復制構造

   • list<int> lt2(lt1);：通過復制構造函數，創建lt1的副本lt2。

3. 尾部添加

   • lt2.push_back(999);：在lt2的末尾添加元素999。

4. 調整大小

   • lt2.resize(10, 77);：將lt2的大小調整為10，若原大小不足，用77填充剩余位置。
   • lt3.resize(5, 0);：將lt3的大小調整為5，若原大小超出，截斷多余元素（填充值0在此處無效，因僅截斷不新增）。

5. 刪除元素

   • lt4.remove(77);：刪除lt4中所有值為77的元素。

6. 遍歷輸出

   • 所有列表均通過基于范圍的for循環遍歷輸出，驗證上述操作的結果是否正確。

3.測試結果如下

lt4: 5 4 3 2 1 lt2: 666 0 1 2 3 4 5 999 77 77 
lt3: 666 0 1 2 3 
lt4: 666 0 1 2 3 4 5 999 

三.list的其他操作（了解）

### 1. splice（轉移元素）

• 核心功能：把一個 list 里的元素（單個、區間或整個鏈表）轉移到另一個 list 里，原 list 對應元素會被移除。
• 關鍵特點：
  • 高效：直接調整鏈表指針，不用拷貝元素，處理大數據量時速度優勢明顯。
  • “搬家式” 轉移：原 list 被轉移的元素位置會 “空出來”，目標 list 把這些元素 “接過去” 。
• 典型場景：需要在不同鏈表間快速調整元素歸屬，比如鏈表拼接、拆分邏輯，像合并訂單鏈表時，把臨時鏈表的訂單直接轉移到主鏈表 。

2. remove（按值移除）

• 核心功能：遍歷鏈表，把所有值和指定值一樣的元素都刪掉。
• 關鍵特點：
  • 精準定值刪除：簡單直接，給定一個具體值（如 5 ），就能清理鏈表里所有該值的元素。
  • 遍歷式刪除：逐個檢查元素值，匹配就刪除，適合明確知道要刪什么值的場景。
• 典型場景：數據清理時，刪除鏈表中特定標識的元素，比如用戶鏈表刪除 ID 為 001 的用戶記錄 。

3. remove_if（按條件移除）

• 核心功能：依據自定義條件（像元素大小、是否滿足某種規則），刪除符合條件的元素。
• 關鍵特點：
  • 靈活自定義：用 lambda 表達式、函數對象等設定條件（比如刪偶數、刪大于某個閾值的數 ），應對復雜刪除需求。
  • 邏輯拓展性強：不管是簡單的數值判斷，還是涉及元素對象屬性的復雜邏輯，都能實現刪除。
• 典型場景：業務規則篩選刪除，比如訂單鏈表刪除金額小于 1 元的無效訂單，學生鏈表刪除成績不及格的記錄 。

4. unique（移除相鄰重復）

• 核心功能：去掉鏈表中相鄰的重復元素，只留一個。若要整體去重，一般得先排序讓重復元素相鄰。
• 關鍵特點：
  • 相鄰限定：只處理 “緊挨著” 的重復，沒排序的話，分散的重復元素刪不掉。
  • 簡化存儲：適合對連續重復數據做 “壓縮”，像統計鏈表中連續相同數值的個數后，保留一個代表值 。
• 典型場景：處理傳感器連續采集的重復數據、文本處理中連續重復的字符（排序后去相鄰重復 ），比如日志鏈表清理連續重復的狀態記錄 。

5. merge（合并有序鏈表）

• 核心功能：把兩個已經有序的鏈表合并成一個新的有序鏈表，原被合并的鏈表會被清空。
• 關鍵特點：
  • 前提條件：兩個鏈表自身得是有序的（升序或降序，需保持一致 ），否則合并結果會混亂。
  • 歸并特性：常和歸并排序搭配，拆分后合并有序子鏈表；也用于整合多個有序鏈表結果。
• 典型場景：歸并排序算法里合并階段、合并多個按時間排序好的日志鏈表，比如服務器把不同時段有序的操作日志鏈表合并 。

6. reverse（反轉元素順序）

• 核心功能：把鏈表中元素的順序完全顛倒，第一個變最后一個，最后一個變第一個。
• 關鍵特點：
  • 指針調整實現：通過修改鏈表節點間的指針指向，改變元素遍歷順序，不用額外空間拷貝。
  • 邏輯簡單直接：一步操作就能實現逆序，滿足逆序處理數據需求。
• 典型場景：鏈表數據需要逆序展示（如聊天記錄從最新到最早展示時反轉 ）、數學運算中鏈表存儲數字的逆序處理（像鏈表存 1->2->3 代表 123，反轉后計算 321 ）。

以上這些要點清晰梳理了每個函數 “能干什么、有啥特點、啥時候用”，方便理解 list 這些操作在實際場景的價值 。