目錄

1.list的介紹

2.list的使用

2.1 構造函數

2.2 iterator 的使用

2.3 容量操作

2.4 元素訪問

2.5 增刪查改

2.5.1頭插頭刪與尾插尾刪

2.5.2 insert 、erase 函數

2.5.3 clear、swap函數

2.5.4 關于find函數

3.迭代器失效

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1.list的介紹

(1)list的底層通常實現為帶頭雙向循環鏈表，支持在任意位置插入、刪除

(2)鏈表中，每個節點包含：一個存儲數據的變量和指向前后兩個節點的指針

假設節點存儲的是int型的數據，則結構如下:

2.list的使用

詳細了解請參考文檔list - C++ Reference

下面只介紹一些常見接口：

2.1 構造函數

std::list()	默認構造函數，創建一個空鏈表。	std::list<int> l1;
std::list(size_type n,? const T& val = T())???	創建一個包含?n?個元素的鏈表，所有元素初始化為?val。	std::list<int> l3(3, 10);?→?{10, 10, 10}
template<class InputIt> std::list(InputIt first, InputIt last)	使用迭代器范圍?[first, last)?初始化鏈表（拷貝范圍內的元素）。	std::list<int> l4(v.begin(), v.end());（假設?v?是?{1, 2, 3}）
std::list(const list& other)	拷貝構造函數，創建一個與?other?內容相同的鏈表（深拷貝）。	std::list<int> l5(l4);（l5?內容與?l4?相同）

2.2 iterator 的使用

begin()		返回指向鏈表第一個元素的迭代器（若鏈表為空，返回?end()）。		正向遍歷鏈表、插入/刪除頭部元素、作為范圍循環的起點。
end()		返回指向鏈表尾后位置的迭代器（不指向任何有效元素，僅用于比較）。		標記遍歷結束位置、作為范圍循環的終點、檢查鏈表是否為空（l.begin() == l.end()）。
rbegin()		返回指向鏈表最后一個元素的反向迭代器（邏輯上為鏈表的“反向開頭”）。		反向遍歷鏈表、從末尾開始處理元素。
rend()		返回指向鏈表“反向尾后”位置的迭代器（邏輯上為鏈表的“反向末尾”）。		標記反向遍歷結束位置、作為反向范圍循環的終點。

假設鏈表被實現為 帶頭雙向循環鏈表，則迭代器示意如下

總結：

1. begin與end為正向迭代器，對迭代器執行++操作，迭代器向后移動?

2. rbegin與rend為反向迭代器，對迭代器執行++操作，迭代器向前移動

2.3 容量操作

empty()	bool	檢查鏈表是否為空（無元素）			if (l.empty()) { std::cout << "鏈表為空！"; }
size()	size_type	返回鏈表中元素的數量（類型為?std::size_t）			std::cout << "鏈表大小: " << l.size();

2.4 元素訪問

front()		返回鏈表第一個元素的引用 （可修改或讀取）。				int first = l.front();? 或?l.front() = 100;
back()		返回鏈表最后一個元素的引用 （可修改或讀取）。				int last = l.back();? 或?l.back() += 10;

2.5 增刪查改

2.5.1頭插頭刪與尾插尾刪

	void push_front(const T& value); ?	在鏈表頭部插入元素		lt.push_front(1);
	void pop_front();	刪除鏈表頭部元素。		lt.pop_front();
	void push_back(const T& value); ?	在鏈表尾部插入元素		lt.push_back(1);
	void pop_back();	刪除鏈表尾部元素。		lt.pop_back();

pop_front使begin()迭代器失效，pop_back使end()迭代器失效

其余的不失效

2.5.2 insert 、erase 函數

insert		在指定位置?pos?前插入元素（支持單元素、重復元素、范圍插入）			返回指向新插入元素的迭代器（對單元素插入）		原有迭代器不失效
erase		刪除指定位置或范圍的元素（支持單元素刪除、范圍刪除）			返回指向被刪除元素后一個位置的迭代器。		使被刪除元素的迭代器失效

void test1(){std::list<int> lst = {1, 2, 3, 4, 5};// 1. 單元素插入（在第二個位置插入 99）auto it = lst.begin();// 手動移動迭代器到第二個位置++it;auto insert_it = lst.insert(it, 99); // 在 it 前插入 99std::cout << "After single insert: ";for (int x : lst) {std::cout << x << " "; // 輸出: 1 99 2 3 4 5}std::cout << "\nInserted element: " << *insert_it << std::endl; // 輸出: 99// 2. 范圍插入（在第三個位置插入數組 {5, 6, 7}）int arr[3] = {5, 6, 7};auto range_it = lst.begin();// 手動移動迭代器到第三個位置for(int i = 0; i < 3; ++i){++range_it;}lst.insert(range_it, arr, arr + 3); // 插入數組std::cout << "After range insert: ";for (int x : lst) {std::cout << x << " "; // 輸出: 1 99 2 5 6 7 3 4 5}// 3. 填充插入（在末尾插入 3 個 0）lst.insert(lst.end(), 3, 0); // 末尾插入 3 個 0std::cout << "\nAfter fill insert: ";for (int x : lst) {std::cout << x << " ";// 輸出: 1 99 2 5 6 7 3 4 5 0 0 0}// 1. 單元素刪除（刪除值為 99 的元素）auto delete_it = std::find(lst.begin(), lst.end(), 99); // 查找元素if (delete_it != lst.end()) {auto next_it = lst.erase(delete_it); // 刪除并返回下一個元素的迭代器std::cout << "After single erase: ";for (int x : lst) {std::cout << x << " "; // 輸出: 1 2 5 6 7 3 4 5 0 0 0}std::cout << "\nNext element after erase: " << *next_it << std::endl; // 輸出: 2}// 2. 范圍刪除（刪除從第二個到第四個元素）auto start_it = lst.begin();// 手動移動迭代器到第二個位置for (int i = 0; i < 1 && start_it != lst.end(); ++i, ++start_it);auto end_it = lst.begin();// 手動移動迭代器到第五個位置for (int i = 0; i < 4 && end_it != lst.end(); ++i, ++end_it);lst.erase(start_it, end_it); // 刪除 [start_it, end_it) 范圍內的元素std::cout << "After range erase: ";for (int x : lst) std::cout << x << " "; // 輸出: 1 3 4 5 0 0 0// 3. 邊界條件：刪除 end() 會導致未定義行為// lst.erase(lst.end()); // 錯誤：不能刪除 end()
}

2.5.3 clear、swap函數

	void swap(list& other);	交換當前鏈表與?other?鏈表的所有元素（包括大小、節點和迭代器有效性）		other：待交換的另一個?std::list?對象			交換后，原鏈表的迭代器指向?other?的元素，反之亦然；
	void clear();	刪除鏈表中的所有元素，釋放所有節點內存					所有迭代器/引用失效 （鏈表變為空）

雖然使用swap函數后,原鏈表的迭代器指向?other?的元素，反之亦然，

但是開發者不要依賴交換后的迭代器/引用（除非明確知道它們指向另一個鏈表）

以避免潛在的邏輯錯誤和未定義行為

2.5.4 關于find函數

std::list 無find成員函數，調用標準庫中的find函數即可

3.迭代器失效

操作	失效的 迭代器/指針/引用類型	失效原因		避免失效的方法
insert	不失效（插入位置及之前的迭代器、指針、引用 均有效)	std::list?是雙向鏈表，插入操作僅修改相鄰節點的指針，不移動現有節點,所以不失效		無需特殊處理，直接使用插入后的迭代器繼續操作。
erase	僅失效被刪除節點的迭代器、指針、引用	erase?會釋放被刪除節點的內存，導致指向該節點的迭代器/指針/引用失效。		刪除前保存下一個節點的迭代器（如?auto next_it = it; ++next_it;），或使用返回值 （it = list.erase(it)）
clear	所有迭代器、指針、引用均失效	clear?會釋放鏈表中所有節點的內存，導致所有迭代器/指針/引用失效。		清空后通過?begin()/end()?重新獲取迭代器，避免使用舊迭代器。
swap	所有迭代器、指針、引用失效（除非交換同一鏈表）	交換后，原鏈表的迭代器指向?other?的元素，反之亦然。邏輯上所有迭代器失效（內容所屬鏈表已改變）。		交換后通過?begin()/end()?重新獲取迭代器，避免依賴交換后的迭代器。