C++ STL容器：序列式容器-鏈list，forward

C++ STL容器：序列式容器-鏈list，forward_list

摘要：

??CC++ STL（Standard Template Library，標準模板庫）在C++編程中的重要性不容忽視，STL提供了一系列容器、迭代器、算法和函數對象，這些組件極大地提高了C++程序的開發效率和代碼質量。

STL 容器分為 2 大類 , 分別是“序列式容器” 和“關聯式容器 ”。

序列式容器：每個元素都有固定位置，取決于插入時機和地點，其底層為線性序列的數據結構，里面存儲的是元素本身。
關聯式容器：元素位置取決于特定的排序準則，和插入順序無關，其里面存儲的是< key , value >結構的鍵值對，在數據檢索時比序列式容器效率更高。

??本系列博文將詳細介紹C++STL的各種容器的特性優缺點，以及其常用算法方法等。本文介紹的是序列式容器-鏈list，forward_list。

（開發環境：VScode，C++17）

關鍵詞： C++，STL，數據存儲，數據類型，鏈表，list，forward_list

聲明：本文作者原創，轉載請附上文章出處與本文鏈接。

文章目錄

- - 摘要：
  - 正文：
  - - list
    - - 常用函數：
      - 使用例子：
    - forward_list
    - - 常用函數：
      - 使用例子：
  - 推薦閱讀

正文：

list

在C++標準模板庫（STL）中，list 是一個雙向鏈表容器，它允許在常數時間內從鏈表的任何位置插入和刪除元素。與 vector 或 deque 相比，list 在內存中的元素不是連續存儲的，這意味著它不支持對元素的直接訪問（即沒有 operator[]），但它提供了在鏈表中的任何位置進行快速插入和刪除的能力。（有需要更深入了解數據結構鏈的，可看同專欄下數據結構分支）。

常用函數：

size()：返回鏈表中元素的數量。
empty()：檢測容器是否為空。
begin()：返回指向鏈表第一個元素的迭代器。
end()：返回指向鏈表尾后位置的迭代器。
push_back()：在鏈表末尾插入一個元素。
push_front()：在鏈表開頭插入一個元素。
pop_back()：刪除鏈表末尾一個元素。
pop_front()：刪除鏈表開頭一個元素。
insert()：在迭代器 pos 指向的位置之前插入元素，并返回指向新插入元素的迭代器。
erase()：刪除迭代器 pos 指向的元素，并返回指向下一個元素的迭代器。

使用例子：

#include <iostream>
#include <list>int main()
{// 創建一個空的 std::liststd::list<int> myList;// 使用 empty 檢查列表是否為空std::cout << "Is the list empty? " << (myList.empty() ? "Yes" : "No") << std::endl;// 使用 push_back 在列表末尾添加元素myList.push_back(1);myList.push_back(2);myList.push_back(3);// 使用 size 獲取列表中的元素數量std::cout << "Size of the list: " << myList.size() << std::endl;// 使用 begin 和 end 獲取迭代器for (std::list<int>::iterator it = myList.begin(); it != myList.end(); ++it) {std::cout << *it << " ";}std::cout << std::endl;// 使用 push_front 在列表開頭添加元素myList.push_front(0);// 使用 insert 在特定位置插入元素// 注意：insert 需要一個迭代器作為插入位置，以及要插入的值std::list<int>::iterator it_to_insert = myList.begin(); std::advance(it_to_insert, 2); // 假設我們想在第三個位置插入元素myList.insert(it_to_insert, 100);// 再次打印列表以查看插入效果for (std::list<int>::iterator it = myList.begin(); it != myList.end(); ++it) {std::cout << *it << " ";}std::cout << std::endl;// 使用 erase 刪除元素// 可以通過迭代器刪除單個元素，或者通過兩個迭代器刪除一個范圍it_to_insert = myList.begin();std::advance(it_to_insert, 3); // 假設我們想刪除第四個元素myList.erase(it_to_insert);// 打印列表以查看刪除效果for (std::list<int>::iterator it = myList.begin(); it != myList.end(); ++it) {std::cout << *it << " ";}std::cout << std::endl;return 0;
}

forward_list

forward_list 是 C++ 標準模板庫 (STL) 中的一個容器，它表示一個單向鏈表。與 list 不同，forward_list 是一種更簡單的鏈表實現，因為它只包含指向前一個元素的鏈接（對于頭元素之外的所有元素），而沒有指向后一個元素的鏈接。

常用函數：

size()：返回鏈表中元素的數量。
empty()：檢測容器是否為空。
begin()：返回指向鏈表第一個元素的迭代器。
end()：返回指向鏈表尾后位置的迭代器。
push_front()：在鏈表開頭插入一個元素。
pop_front()：刪除鏈表頭部的一個元素。
insert_after()：在指定位置之后插入一個新元素，并返回一個指向新元素的迭代器。
erase_after()：刪除容器中某個指定位置或區域內的所有元素。

使用例子：

#include <iostream>  
#include <forward_list>  int main()
{// 創建一個空的 forward_liststd::forward_list<int> myList;// 使用 push_front 在列表開頭添加元素myList.push_front(1);myList.push_front(2);myList.push_front(3);// 使用 size 獲取列表中的元素數量std::cout << "Size of the forward_list: " << myList.size() << std::endl;// 使用 empty 檢查列表是否為空std::cout << "Is the forward_list empty? " << (myList.empty() ? "Yes" : "No") << std::endl;// 使用 begin 和 end 獲取迭代器for (std::forward_list<int>::iterator it = myList.begin(); it != myList.end(); ++it) {std::cout << *it << " ";}std::cout << std::endl;// 使用 insert_after 在特定位置之后插入元素// 注意：forward_list 沒有 insert 函數，而是 insert_afterauto it_to_insert_after = myList.begin();std::advance(it_to_insert_after, 1); // 假設我們想在第二個元素之后插入元素myList.insert_after(it_to_insert_after, 100);// 再次打印列表以查看插入效果for (std::forward_list<int>::iterator it = myList.begin(); it != myList.end(); ++it) {std::cout << *it << " ";}std::cout << std::endl;// 使用 erase_after 刪除元素// 需要先找到要刪除的元素的迭代器auto it_to_erase = myList.begin();std::advance(it_to_erase, 2); // 假設我們想刪除第三個元素myList.erase_after(it_to_erase);// 打印列表以查看刪除效果for (std::forward_list<int>::iterator it = myList.begin(); it != myList.end(); ++it) {std::cout << *it << " ";}std::cout << std::endl;return 0;
}