在 C++ STL 中使用 STL 列表容器

Jinku Hu 2023年1月30日 2021年6月28日
  1. 在 C++ 中使用 std::list<T> 宣告列表容器物件
  2. 在 C++ 中使用 insert() 函式在列表中的指定位置插入元素
  3. 在 C++ 中使用 swap() 函式交換兩個列表的元素
  4. 使用 merge() 函式將兩個排序列表合併為一個
在 C++ STL 中使用 STL 列表容器

本文將演示如何在 C++ 中使用 STL list 容器的多種方法。

在 C++ 中使用 std::list<T> 宣告列表容器物件

std::list 容器是標準模板庫的一部分,它實現了一個列表資料結構,該結構提供恆定時間從任何位置插入/刪除元素。它通常被實現為一個雙向連結串列並支援雙向迭代而不是 std::forward_list。不利的一面是,std::list 不具備快速隨機訪問諸如 std::vectorstd::deque 之類的元素的能力。它只提供兩個常量時間函式,frontback 來訪問第一個和最後一個元素。std::list 可以使用給定的資料型別和通用初始化列表符號進行初始化,如以下示例程式碼所示。push_backpush_front 方法可用於將元素新增到列表的任一側。

#include <algorithm>
#include <iostream>
#include <list>

using std::cout; using std::endl;
using std::list;

template<typename T>
void printList(list<T> l) {
    for (const auto &item : l) {
        cout << item << "; ";
    }
    cout << endl;
}

int main()
{
    std::list<int> l1 = { 11, 12, 13, 14 };

    l1.push_front(15);
    printList(l1);
    l1.push_back(16);
    printList(l1);

    return EXIT_SUCCESS;
}

輸出:

15; 11; 12; 13; 14;
15; 11; 12; 13; 14; 16;

在 C++ 中使用 insert() 函式在列表中的指定位置插入元素

insert() 成員函式可用於在給定位置新增元素。該函式有多個過載,第一個過載只有兩個引數:迭代器和對物件的引用。給定元素插入到迭代器指向的元素之前。下一個程式碼片段展示瞭如何在列表中查詢特定值,然後在它之前插入所需的元素。

#include <algorithm>
#include <iostream>
#include <list>

using std::cout; using std::endl;
using std::list;

template<typename T>
void printList(list<T> l) {
    for (const auto &item : l) {
        cout << item << "; ";
    }
    cout << endl;
}

int main()
{
    std::list<int> l1 = { 11, 12, 13, 14 };

    printList(l1);
    auto iter = std::find(l1.begin(), l1.end(), 13);
    if (iter != l1.end()) {
        l1.insert(iter, 55);
    }
    printList(l1);


    return EXIT_SUCCESS;
}

輸出:

11; 12; 13; 14;
11; 12; 55; 13; 14;

在 C++ 中使用 swap() 函式交換兩個列表的元素

std::list 容器的另一個有用的成員函式是 swap(),它將列表物件的元素與作為唯一引數傳遞的另一個列表交換。請注意,此操作不會移動或複製單個元素,並且所有迭代器/引用在函式呼叫後仍然有效。

#include <algorithm>
#include <iostream>
#include <list>

using std::cout; using std::endl;
using std::list;

template<typename T>
void printList(list<T> l) {
    for (const auto &item : l) {
        cout << item << "; ";
    }
    cout << endl;
}

int main()
{
    std::list<int> l1 = { 11, 12, 13, 14 };
    std::list<int> l2 = { 1, 2, 3, 4, 11 };

    cout << "l2: ";
    printList(l2);
    l2.swap(l1);
    cout << "l2: ";
    printList(l2);

    return EXIT_SUCCESS;
}

輸出:

l2: 1; 2; 3; 4; 11;
l2: 11; 12; 13; 14;

使用 merge() 函式將兩個排序列表合併為一個

或者,可以使用 merge 成員函式將兩個排序列表的元素合併為一個。請注意,兩個列表都應按升序排序。merge 引用列表物件,其中的元素合併到呼叫者物件中。操作後,作為引數傳遞的列表物件變為空。該函式按升序對結果列表物件的元素進行排序,如以下程式碼示例所示。

#include <algorithm>
#include <iostream>
#include <list>

using std::cout; using std::endl;
using std::list;

template<typename T>
void printList(list<T> l) {
    for (const auto &item : l) {
        cout << item << "; ";
    }
    cout << endl;
}

int main()
{
    std::list<int> l1 = { 8, 10, 2, 4 };
    std::list<int> l2 = { 7, 3, 9, 5, 1 };

    l2.sort();
    l1.sort();
    cout << "l2: ";
    printList(l2);

    l2.merge(l1);

    cout << "l2: ";
    printList(l2);

    return EXIT_SUCCESS;
}

輸出:

l2: 1; 3; 5; 7; 9;
l2: 1; 2; 3; 4; 5; 7; 8; 9; 10;
Author: Jinku Hu
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Founder of DelftStack.com. Jinku has worked in the robotics and automotive industries for over 8 years. He sharpened his coding skills when he needed to do the automatic testing, data collection from remote servers and report creation from the endurance test. He is from an electrical/electronics engineering background but has expanded his interest to embedded electronics, embedded programming and front-/back-end programming.

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