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我不熟悉的list

其实在日常中,链表的题目做的比较多,但是使用STL自带链表的还是比较少,所以里面的一些API不大熟悉。这边也简要介绍一些。

基本的一些API

先列举的这些和上面几篇用法几乎一样,所以不再累述。

赋值相关

list(beg,end);//构造函数将[beg, end)区间中的元素拷贝给本身。list(n,elem);//构造函数将n个elem拷贝给本身。list(const list &lst);//拷贝构造函数。assign(beg, end);//将[beg, end)区间中的数据拷贝赋值给本身。assign(n, elem);//将n个elem拷贝赋值给本身。list& operator=(const list &lst);//重载等号操作符swap(lst);//将lst与本身的元素互换

插入、删除相关

push_back(elem);//在容器尾部加入一个元素pop_back();//删除容器中最后一个元素push_front(elem);//在容器开头插入一个元素pop_front();//从容器开头移除第一个元素insert(pos,elem);//在pos位置插elem元素的拷贝,返回新数据的位置。insert(pos,n,elem);//在pos位置插入n个elem数据,无返回值。insert(pos,beg,end);//在pos位置插入[beg,end)区间的数据,无返回值。clear();//移除容器的所有数据erase(beg,end);//删除[beg,end)区间的数据,返回下一个数据的位置。erase(pos);//删除pos位置的数据,返回下一个数据的位置。remove(elem);//删除容器中所有与elem值匹配的元素。

list提供了可以从头部或尾部直接加入元素,也可以在头部或尾部直接删除元素。

把remove函数拿出来讲一下,如何删除自定义数据。如果我们的数据是内置类型,那很好删除,找到该elem,用 == 比较,为真就表示找到了,进行删除。而自定义数据用 == 是不能直接比较的,我们应该先重载==,再进行删除。我们重载的时候,要注意,传入的参数都必须是const类型,否则编译不会通过,因为编译器发觉我们会有改变数据的风险,导致比较结果出错!

大小操作

size();//返回容器中元素的个数empty();//判断容器是否为空resize(num);//重新指定容器的长度为num,若容器变长,则以默认值填充新位置。如果容器变短,则末尾超出容器长度的元素被删除。resize(num, elem);//重新指定容器的长度为num,若容器变长,则以elem值填充新位置。如果容器变短,则末尾超出容器长度的元素被删除。

这边的size函数有个特殊点:

GCC下时间复杂度为O(n).VC下时间复杂度为O(1).

在GCC下,size函数的复杂度为O(n),它是通过调用标准库的distance(begin(),end())算法来计算长度的。而在VC类的编译器下,维护了一个成员变量_Mysize,保存长度。就可以直接查出来,时间复杂度为O(1).

这其实是一种取舍,要先讲一下list::splice函数,这是让两个不同的链表进行拼接的函数。GCC为了维护这个函数,使拼接后长度更容易计算,因此没有给一个成员变量来保存大小,如果给了,那拼接后的长度是两个size相加吗?不一定,因为splice拼接方法有多种。所以没有给出。

存取操作

front();//返回第一个元素。back();//返回最后一个元素。

注意是直接返回元素。

STL中list是一个双向循环链表

我们用一段代码来证明它是一个双向循环链表:从头结点遍历2倍的长度单位,看是否会循环再打印一次。

先说一下几个类型:

//链表结点类型list<int>::_Nodeptr node;

而结点类有三个成员:下一节点指针,上一节点指针,数据:

node->_Next;node->_Prev;node->_Myval;

再看例子:

int main(){ list<int> myList; for (int i = 0; i < 10; i ++){ myList.push_back(i); } list<int>::_Nodeptr node = myList._Myhead->_Next; for (int i = 0; i < myList._Mysize * 2;i++){ cout << "Node:" << node->_Myval << endl; node = node->_Next; if (node == myList._Myhead){ node = node->_Next; } } return 0;}

首先我们用一个for循环,将数据存进去。然后我们用一个节点指向头结点的的下一节点。list的头结点_Myhead是不存任何东西的,只是为了插入方便而已,所以这么整。所以我们要指向第一个有数据的节点。

当我们遍历一次链表长度时,到达尾节点时,若是循环链表,则会再回到头部,看一下执行结果:

可以清楚的看到,我循环了2倍长度,它遍历了两次。所以,list是一个循环链表。

list的反转和排序函数

reverse和sort函数

reverse函数就是反转函数,较为简单,没什么特殊的。sort函数排序也是一样,默认从小到大排序。

而我们可以是指定排序顺序的。有两种方法,一种是回调函数的方法,另一种是仿函数的方法。

现在假设我们有一个链表:

list<int> myList;for (int i = 0; i < 5; i++){ myList.push_back(i);}list.sort();

我们执行完sort的结果,会是从小到大排序的链表。也就是说,当sort的参数为空时,会执行默认的排序,那现在我们就给它传递一个参数,改变排序规则。现在就来介绍上述的两种方法。

回调函数方法

先写出这个回调函数:

bool mycmp(int a, int b){ return a > b;}返回值:bool。参数:int型(取决于你的链表存放的数据类型)。排序规则:从大到小,所以return a > b;

我们针对整型进行大到小的排序,所以,我们要返回a > b即可。

随后,我们再程序中执行:

mylist.sort(mycmp);

这样就行了,就可以从大到小排序了。

仿函数方法

记住仿函数不是一个函数,是一个类。它通过重载()来生效。因为底层中使用了大量的cmp(a,b)这种形式来比较a和b的大小。来看一下:

class MyCmp{public: bool operator()(int a, int b) { return a > b; }};

同样的,仿函数里面重载():

返回值:bool。参数:int型(取决于你的链表存放的数据类型)。排序规则:从大到小,所以return a > b;可以看到,和回调函数的规则几乎一样。

调用形式为:

mylist.sort(MyCmp());

为什么多了一对小括号呢?我们需要传入的是一个对象,而回调函数传进去就直接是一个函数对象,仿函数是一个类,我们加一对括号生成一个匿名对象,从而传递正确的参数。

下面看一个reverse和sort的使用例子:

int main(){ list<int> myList; for (int i = 0; i < 5; i++){ myList.push_back(i); } //反转 myList.reverse(); list<int>::_Nodeptr node = myList._Myhead->_Next; cout << "反转之后:" << endl; for (size_t i = 0; i < myList._Mysize; ++i) { cout << node->_Myval << " "; node = node->_Next; } //再排序(从小到大) myList.sort(); node = myList._Myhead->_Next; cout << endl << "默认排序:" << endl; for (size_t i = 0; i < myList._Mysize; ++i) { cout << node->_Myval << " "; node = node->_Next; } //再排序(从大到小) //myList.sort(mycmp); //使用回调函数方法,传入一个函数对象 myList.sort(MyCmp()); //使用仿函数方法,传入一个匿名对象 node = myList._Myhead->_Next; cout << endl << "从大到小排序:" << endl; for (size_t i = 0; i < myList._Mysize; ++i) { cout << node->_Myval << " "; node = node->_Next; } return 0;}

执行结果:

为什么不用标准库算法sort呢?

如果用系统提供的sort,那么参数就为迭代器:

sort(mylist.begin(),mylist.end());

但实际上不能完成的。因为系统提供的sort函数对迭代器有要求:必须是可以随机访问的迭代器! 而list容器不提供随机访问的能力,所以不能使用。但是往往这类东西都会自己实现一个sort,所以不用担心。

一些复杂需求排序

讲完刚刚指定排序规则的排序,现在我们可以有更复杂的排序需求了:

若干学生,优先按照成绩大到小排序,成绩相同按照年龄小到大排序,年龄相同按照姓名升序排序,姓名相同按照班级降序排序。

这就是个不断比较的过程而已,没什么特殊的地方,回调函数如下:

bool ComplicatedCmp(Stu &stu1, Stu &stu2){ if (stu1._iScore == stu2._iScore) { if (stu1._iAge == stu2._iAge) { if (stu1._strName == stu2._strName) { return stu1._iClass > stu2._iClass; } else { return stu1._strName < stu2._strName; } } else { return stu1._iAge < stu2._iAge; } } else { return stu1._iScore > stu2._iScore; }}

主函数:

int main(){ list<Stu> mylist; mylist.push_back(Stu("Tom", 4, 90, 13)); mylist.push_back(Stu("Jerry", 5, 84, 11)); mylist.push_back(Stu("Giao", 1, 99, 10)); mylist.push_back(Stu("Fuck", 6, 35, 15)); mylist.push_back(Stu("Bill", 2, 96, 17)); mylist.push_back(Stu("Null", 2, 96, 16)); mylist.push_back(Stu("Null", 0, 96, 17)); mylist.sort(ComplicatedCmp); for (auto it = mylist.begin(); it != mylist.end(); ++it) { cout << "Score:" << it->_iScore << " Age:" << it->_iAge << " Name:" << it->_strName << " Class:" << it->_iClass << endl; } return 0;}

可以看到结果为:

已经按照我们想要的排序进行排序了。

欢迎阅读本文章: 屈文峰

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