c++ list头文件

简介

• list实际上是双向链表，故亦可称之为doubly-linked list
• 性质
  • 双向
  • 链表

双向

• 双向即给定一个元素，我们能够知道后一个元素和前一个元素
• list的迭代器是双向迭代器

链表

• 优点：与向量(vectors)相比，它可以快速的插入和删除–插入和删除操作是常数时间的
• 缺点：随机访问比较慢–元素的访问不是常数时间的，获取元素往往需要在给定一个迭代器的基础上来通过遍历实现

  时间复杂度

  • 常数时间O(1)(与输入数据无关): 基本操作重复执行的次数是一个固定的常数，执行次数不存在变化，通俗的讲就是：无论n是什么值运算所花时间都一样
  • 线性时间O(n)(与输入数据成正比): 基本操作重复执行的次数是与模块n成线性相关的，其值会随着模块n的变化而变化，当模块n的规模确定为定值后，其时间复杂度转化为O(1)

List

定义和初始化

• list<int>lst1; // 创建空list
• list<int>lst2(6); //创建含有6个元素的list
• list<int>lst3(3, 2); // 创建含有三个元素的list
• list<int>lst4(lst2); // 使用ls2初始化ls4
• list<int>lst5(lst2.begin(), lst2.end()); // 同ls4

list常用操作函数

• lst1.assign() // 给list赋值
• lst1.front() // 返回第一个元素
• lst1.back() // 返回最后一个元素
• lst1.begin() // 返回指向第一个元素的迭代器
• lst1.end() // 返回末尾的迭代器
• lst1.insert() // 插入一个元素到list中
• lst1.erase() // 删除一个元素
• lst1.pop_back() // 删除最有一个元素
• lst1.pop_front() // 删除第一个元素
• lst1.clear() // 删除所有元素
• lst1.remove(const T & val) // 删除和val相等的元素
• lst1.push_back() // 在list的末尾添加一个元素
• lst1.push_front() // 在list的首部添加一个元素
• lst1.empty() // 判断，若list为空返回true
• lst1.max_size() // 返回list能容纳的最大元素数量
• lst1.sort() // 给list排序(顺序)
• list.reverse() // 把list中的元素倒转
• lst1.merge(lst2) // 合并lst2到lst1，并清空lst2
• lst1.unique() // 删除所有和前一个元素相等的元素
• void splice(iterator i, list<T> & x, iterator first, iterator last) // 在位置i前面插入链表x中的区间 [first, last）, 并在链表x中删除该区间（链表自身和链表x可以是用一个链表，只要i不在 [first, last) 中即可

list案例

#include <list>  // 使用 list 需要包含此头文件
#include <algorithm>  // 使用 STL 中的算法需要包含此头文件
#include <iostream>  
using namespace std;

class A
{
public:
	A(int n_):n(n_){}
	friend bool operator < (const A & a1, const A & a2);
	friend bool operator == (const A & a1, const A & a2);
	friend ostream & operator << (ostream & out, const A & a);
private:
	int n;
};

bool operator < (const A & a1, const A & a2){
	return a1.n < a2.n;
}

bool operator == (const A & a1, const A & a2){
	return a1.n == a2.n;
}

ostream & operator << (ostream & out, const A & a){
	out << a.n;
	return out;
}
template <class T>
void Print(T first, T last)
{
	for(; first != last; ++first)
		cout<<*first<<" ";
	cout<<endl;
}

int main()
{
	A a[5] = {1, 3, 2, 4, 2};
	A b[7] = {10, 30, 20, 30, 30, 40, 40};
	list<A> lst1(a, a+5), lst2(b, b+7);
	lst1.sort();    // 顺序排序
	cout<<"1. "; Print(lst1.begin(), lst1.end());
	lst1.remove(2);  // 删除所有和A(2)相等的元素
	cout<<"2. "; Print(lst1.begin(), lst1.end());
	lst2.pop_front();  // 删除第一个元素
	cout<<"3. "; Print(lst2.begin(), lst2.end());
	lst2.unique();  // 删除所有和前一个元素相等的元素
	cout<<"4. "; Print(lst2.begin(), lst2.end());
	lst2.sort();  // 顺序排序
	lst1.merge(lst2);  // 合并 lst2 到 lst1 并清空 lst2
	cout<<"5. "; Print(lst1.begin(), lst1.end());
	cout<<"6. "; Print(lst2.begin(), lst2.end());  // lst2 是空的
	lst1.reverse();  // 将 lst1 倒置

	cout<<"7. "; Print(lst1.begin(), lst1.end());
	lst2.insert(lst2.begin(), a + 1, a + 4);  // 在 lst2 中插入 3，2，4 三个元素
	list<A>::iterator p1, p2, p3;
	p1 = find(lst1.begin(), lst1.end(), 30);  // 查找元素
	p2 = find(lst2.begin(), lst2.end(), 2);
	p3 = find(lst2.begin(), lst2.end(), 4);
	lst1.splice(p1, lst2, p2, p3);  // 将 [p2, p3) 插入p1之前，并从lst2中删除 [p2, p3)
	cout<<"8. "; Print(lst1.begin(), lst1.end());
	cout<<"9. "; Print(lst2.begin(), lst2.end());
	return 0;  
}

1. 1 2 2 3 4
2. 1 3 4
3. 30 20 30 30 40 40
4. 30 20 30 40
5. 1 3 4 20 30 30 40
6.
7. 40 30 30 20 4 3 1
8. 40 2 30 30 20 4 3 1
9. 3 4
请按任意键继续. . .

【实例】用 list 解决约瑟夫问题

约瑟夫问题是：有 n 只猴子，按顺时针方向围成一圈选大王（编号为 1~n），从第 1 号开始报数，一直数到 m，数到 m 的猴子退到圈外，剩下的猴子再接着从 1 开始报数。就这样，直到圈内只剩下一只猴子时，这个猴子就是猴王。编程求输入 n、m 后,输出最后猴王的编号。

输入数据：每行是用空格分开的两个整数，第一个是 n，第二个是 m（0<m, n<=1 000 000）。最后一行是：
0 0

输出要求：对于每行输入数据（最后一行除外），输出数据也是一行，即最后猴王的编号。

输入样例：
6 2
12 4
8 3
0 0

输出样例：
5
1
7

程序如下

#include <list>
#include <iostream>
using namespace std;

int main()
{
	list<int> monkeys;
	int n, m;
	while(1)
	{
		cin >> n >> m;
		if(n == 0 && m == 0)
			break;
		monkeys.clear();  // 清空list容器
		for(int i = 0; i <= n; ++ i)  // 将猴子的编号放入list中
			monkeys.push_back(i);
		list<int>::iterator it = monkeys.begin();  // 定义一个迭代器
		while(monkeys.size() > 1)  // 只要还有不止一只猴子，就要找一只猴子让其出列
		{
				for(int i = 1; i < m; ++ i)  // 报数
			{
				++it;
				if(it == monkeys.end())
					it = monkeys.begin();
			}
			it = monkeys.erase(it);  // 删除元素后，迭代器失效
			                         // 要重新让迭代器指向被删元素的后面
			if(it == monkeys.end())
				it = monkeys.begin();
		}
		cout<<monkeys.front()<<endl;  // front返回第一个元素的引用
	}
	return 0;
}

10000 3
2694
0 0
请按任意键继续. . .

erase 成员函数返回被删除元素后面那个元素的迭代器，如果被删除的是最后一个元素，则返回end()