C++从入门到起飞之——list使用 全方位剖析！

 ​

个人主页：秋风起，再归来~
系列专栏：C++从入门到起飞          
克心守己，律己则安

目录

1、迭代器

2、push_back与emplace_back

3、list成员函数sort与库sort比较

4、merge

5、unique

6、splice 

7、完结散花

---

前置声明：本文章对于list常用简单的接口不会介绍！

1、迭代器

假如我们想要在list的正向迭代器后的第三位置插入一个2，在上面的这种写法就不再支持了！而我们之前在string和vector的使用时这样玩是完全没有问题的！那是为什么呢！

通过查阅文档资料，我们可以发

现在list下的的迭代器是bidirectional iterator（双向迭代器）

那双向迭代器又是什么意思呢？下面我就和大家总结一下迭代器从功能和性质上的分类：
>从功能上可分为以下四种：

1、正向迭代器

2、反向迭代器

3、正向常量迭代器

4、反向常量迭代器

所有容器的迭代器都具有以上四种功能，用起来也比较简单。

>从性质上可分为以下四种：

1、随机迭代器（RandomAccessIterator）：string、vector、deque……（支持操作++ /-- / + / -）

2、双向迭代器（BidirectionalIterator）：list、map、set……（支持操作++ /-- ）

3、单向迭代器：forward_list、unordered_map……（支持操作++）

容器间迭代器性质上的差异是由容器的底层结构来决定的！而底层结构又决定容器可以使用库里面哪些算法

举个栗子：

list<int> lt;
lt.push_back(1);
lt.push_back(2);
lt.push_back(3);
lt.push_back(4);
sort(lt.begin(), lt.end());

这段代码在编译上并没有报错，不过在运行时就有问题了！

查看资料我们就可以发现问题所在：

我们可以看到，库里面Sort的参数必须是随机的迭代器，因为该Sort的底层是快排，涉及到了迭代器的+和-的操作。

我们还可以注意到第三个参数comp，这其实是一个比较器。这里只演示一下比较器的用法，其底层后面会详细讲解！

vector<int> v;
v.push_back(3);
v.push_back(4);
v.push_back(1);
v.push_back(7);
v.push_back(5);
for (auto e : v)
{
	cout << e << " ";
}
cout << endl;
sort(v.begin(), v.end());
for (auto e : v)
{
	cout << e << " ";
}
cout << endl;

在默认情况下，Sort是按照从小到大的顺序排列元素的，如果我们想要按从大到小的顺序排列的话，我们就可以再传递一个比较器！

//greater<int> g;
//sort(v.begin(), v.end(),g);  有名对象这里用的有点烦
//这时候用匿名对传递就很香
sort(v.begin(), v.end(), greater<int>());
for (auto e : v)
{
	cout << e << " ";
}
cout << endl;

当然，也有小的比较器，这里我们还是要知道一下（效果其实和默认的没什么区别）！

>我们再来看看reverse：

要求传双向迭代器，不过我们也要明白这里不仅可以传双向迭代器，也可以传随机迭代器，毕竟随机迭代器是特殊的双向迭代器。

>我们再来看看find：

Find里面可以传递所有类型的迭代器！ 

2、push_back与emplace_back

先说结论，push_back与emplace_back的最终效果都是尾插一个元素，不过emplace_back在某些情况下比push_back的效率要更高一些！

下面举一个代码示例：

class A
{
public:
	A(int a1 = 0, int a2 = 0)
		:_a(a1)
		, _b(a2)
	{
		cout << "A(int a1 = 0, int a2 = 0)" << endl;
	}

	A(const A& aa)
		:_a(aa._a)
		, _b(aa._b)
	{
		cout << "A(const A& aa)" << endl;
	}
private:
	int _a;
	int _b;
};

void test3()
{
	list<A> lt;
	A a1(3, 3);
	lt.push_back(a1);//有名对象传参
	lt.push_back(A(2,2));//匿名对象传参
	//lt.push_back(3,3);  报错！

	A a2(3, 3);
	lt.emplace_back(a2);
	lt.emplace_back(A(2, 2));
	cout << endl;
	lt.emplace_back(3,3);//emplace_back还支持直接传递构造A对象的参数！

那emplece_back到底高效在哪些地方呢？

通过函数调用在屏幕上打印的结果我们发现，前面的传参都是构造加拷贝构造，唯有最后的传参是直接调用构造而并没有调用拷贝构造。这说明emplace_back的直接传递构造对象的参数是可以减少拷贝构造的，这也在一定程度上提高了效率。

至于其底层原理还不是我们目前可以明白的，以后我们再细说啦~

3、list成员函数sort与库sort比较

由于不能直接使用库里面的sort，所以list自己实现了一个sout（底层实际上用的是归并）

 下面我们来比较一下在相同数据情况下vector调库里面的sort和list调自己的sort性能之间的优劣

srand((unsigned int)time(nullptr));
const int N = 1000000;

list<int> lt1;
vector<int> v;

for (int i = 0; i < N; ++i)
{
	auto e = rand() + i;
	lt1.push_back(e);
	v.push_back(e);
}

int begin1 = clock();
// 排序
sort(v.begin(), v.end());
int end1 = clock();

int begin2 = clock();
lt1.sort();
int end2 = clock();

printf("vector sort:%d\n", end1 - begin1);
printf("list sort:%d\n", end2 - begin2);

 在debug模式下，库里面的sort略胜一筹

release模式下速度是list的将近4倍！ 

>下面我们再来看一段更有意思的比较！

下面这段代码主要的意思我们先在lt1和lt2中存储相同的数据，我们再分别计算两段时间进行比较！

第一段计算的时间是我们先把lt1中的数据拷贝到v中，在通过v调用库里面的sort来排序，最后再从v中将有序的数据拷贝回lt1中。

第二段计算的时间是我们直接通过lt2调用自己的sort来将数据进行排序！

void test_op2()
{
	srand(time(0));
	const int N = 1000000;

	list<int> lt1;
	list<int> lt2;

	for (int i = 0; i < N; ++i)
	{
		auto e = rand() + i;
		lt1.push_back(e);
		lt2.push_back(e);
	}

	int begin1 = clock();
	// 拷贝vector
	vector<int> v(lt2.begin(), lt2.end());

	// 排序
	sort(v.begin(), v.end());

	// 拷贝回lt2
	lt2.assign(v.begin(), v.end());

	int end1 = clock();

	int begin2 = clock();
	lt1.sort();
	int end2 = clock();

	printf("list copy vector sort copy list sort:%d\n", end1 - begin1);
	printf("list sort:%d\n", end2 - begin2);
}

 在debug测试版本下我们相差不多

不过，在release发行版本下，第一段的速度依旧接近你的2倍！ 

通过这段测试想要告诉你们的是list内部实现的sort用起来方便，可效率却不高，我们写程序首先要确保层序的正确性，二是要追求程序的高效与安全！我们以后在用list存储数据进行排序时最好不要用它内置的sort，绕一下弯就可以大大提高效率！

4、merge

接口merge的主要功能是合并两个链表（但是要注意其中一个链表会变空，相当于把其中一个链表的节点连接到另一个链表的后面去了！）

std::list<double> first, second;

first.push_back(3.1);
first.push_back(2.2);
first.push_back(2.9);

second.push_back(3.7);
second.push_back(7.1);
second.push_back(1.4);

first.sort();
second.sort();

first.merge(second);

// (second is now empty)

合并后链表是有序的！

注意：使用该接口时要确保两个链表的数据是有序的并且类型要匹配！ 

5、unique

unique是去重算法，使用的前提条件是链表必须有序！

std::list<int> lt;

lt.push_back(3);
lt.push_back(1);
lt.push_back(2);
lt.push_back(4);
lt.push_back(4);
lt.push_back(5);
lt.push_back(5);
lt.push_back(5);

lt.sort();
lt.unique();

6、splice 

用splice 将lt2的所有元素剪切到 lt.end()前面！

std::list<int> lt;
std::list<int> lt2;

lt.push_back(1);
lt.push_back(2);
lt.push_back(3);
lt.push_back(4);

lt2.push_back(2);
lt2.push_back(3);
lt2.push_back(4);
lt2.push_back(5);

lt.splice(lt.end(),lt2);

 用splice将lt2的第一个元素剪切到 lt.begin()前面！

lt.splice(lt.begin(),lt2,lt2.begin());

还可以将自己的元素进行剪切拼接！

假如我想要将元素5插入到2前面，我们可以这样操作！

std::list<int> lt;
lt.push_back(1);
lt.push_back(2);
lt.push_back(3);
lt.push_back(4);
lt.push_back(5);
lt.push_back(6);
auto pos1 = find(lt.begin(), lt.end(), 2);
auto pos2 = find(lt.begin(), lt.end(), 5);
lt.splice(pos1,lt,pos2)

7、完结散花

好了，这期的分享到这里就结束了~

如果这篇博客对你有帮助的话，可以用你们的小手指点一个免费的赞并收藏起来哟~

如果期待博主下期内容的话，可以点点关注，避免找不到我了呢~

我们下期不见不散~~

​​​​​​