C/C++教學

C++ std::list 用法與範例

本篇 ShengYu 將介紹 C++ std::list 用法與範例，C++ std::list 是一個 double linked list 實作的容器，C++ STL 另外有提供 single linked list 叫做 std::forward_list，list 和 vector 不同的是 list 不支援隨機存取的功能，list 的插入移除操作是常數時間，

以下 C++ list 用法與範例將分為這幾部分，

  • list 常用功能
  • list 初始化
  • list 在尾部新增元素
  • list 在頭部新增元素
  • list for 迴圈遍歷

要使用 list 容器的話，需要引入的標頭檔：<list>

list 常用功能

以下為 std::list 內常用的成員函式，
修改器
push_back：把一個元素添加到尾端
push_front：把一個元素插入到頭端
pop_back：移除最後一個元素(尾端)
pop_front：移除第一個元素(頭端)
insert：插入元素
erase：移除某個位置元素, 也可以移除某一段範圍的元素
clear：清空容器裡所有元素
容量
empty：回傳是否為空
size：回傳目前長度
元素存取
front：取得頭部元素
back：取得尾部元素
迭代器
begin：回傳指向第一個元素(頭端)的迭代器
cbegin：回傳指向第一個元素(頭端)的迭代器(const)
end：回傳指向最後一個元素(尾端)的迭代器
cend：回傳指向最後一個元素(尾端)的迭代器(const)
rbegin：回傳指向最後一個元素(尾端)的反向迭代器
crbegin：回傳指向最後一個元素(尾端)的反向迭代器(const)
rend：回傳指向第一個元素(頭端)的反向迭代器
crend：回傳指向第一個元素(頭端)的反向迭代器(const)

list 初始化

C++ std::list 初始化的寫法如下，

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#include <list>
using namespace std;

int main() {
    list<int> myList = {1, 2, 3};

    return 0;
}

另外一種初始化 list 的方式是根據 C-Style 傳統陣列來 list 初始元素，

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int array[] = {3, 2, 1};
std::list<int> myList(array, array+3);

如果要根據另一個 list 來初始 list 的方法有兩種，一種是使用 = operator，另一種是使用 assign()，使用 = operator 的好處是簡單方便，使用 assign() 的好處是還可以指定要複製範圍，

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std::list<int> myList1 = {1, 2, 3, 4, 5};
std::list<int> myList2;
myList2 = myList1;
// 或者用 assign()
myList2.assign(myList1.begin(), myList1.end());

要初始化 5 個 10 的話可以這樣寫，

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std::list<int> myList(5, 10);

list 在尾部新增元素

在 list 尾部新增元素的寫法如下，

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std::list<int> myList = {1, 2, 3};
myList.push_back(4);

list 在頭部新增元素

在 list 頭部新增元素的寫法如下，

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std::list<int> myList = {1, 2, 3};
myList.push_front(0);

list for 迴圈遍歷

for 迴圈遍歷 list 的方式有幾種，
首先介紹用 range-based for loop 遍歷 list 並且把元素印出來，寫法如下，

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std::list<int> myList = {1, 2, 3};
for (int n : myList) {
    std::cout << n << ", ";
}
std::cout << "\n";

使用 for 迴圈搭配迭代器 iterator，寫法如下，

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// for (auto it = myList.begin(); it != myList.end(); it++) {
// or
for (std::list<int>::iterator it = myList.begin(); it != myList.end(); it++) {
    std::cout << *it << ", ";
}
std::cout << "\n";

上述是正向迭代器的範例，輸出結果會從 list 頭部印到尾部，
如果要倒過來印，從 list 尾部印到頭部的話，可以使用反向迭代器 reverse_iterator，

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// for (auto it = myList.rbegin(); it != myList.rend(); it++) {
// or
for (std::list<int>::reverse_iterator it = myList.rbegin(); it != myList.rend(); it++) {
    std::cout << *it << ", ";
}
std::cout << "\n";

參考
[1] std::list - cppreference.com
https://en.cppreference.com/w/cpp/container/list
[2] list - C++ Reference
http://www.cplusplus.com/reference/list/list/

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