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c++ list 详解

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

  • listlst1; // 创建空list

  • listlst2(6); //创建含有6个元素的list

  • listlst3(3, 2); // 创建含有三个元素的list

  • listlst4(lst2); // 使用ls2初始化ls4

  • listlst5(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 & 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   // 使用 list 需要包含此头文件
#include   // 使用 STL 中的算法需要包含此头文件
#include   
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 
void Print(T first, T last)
{
  for(; first != last; ++first)
    cout<<*first<<" ";
  cout< 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::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

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:6 212 48 30 0

输出样例:517

程序如下

#include 
#include 
using namespace std;

int main()
{
  list 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::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<

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()