Data-Structure/STL/STL-List

下面是 C++ STL list（即 std::list）的完整用法大全，涵盖常用成员函数、迭代器、操作与用法示例，并结合功能分类。

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🧠 基础定义

#include <list>
std::list<int> a;                  // 空 list
std::list<int> b(10);              // 包含10个默认值的list（int为0）
std::list<int> c(5, 42);           // 包含5个42的list
std::list<int> d(b);               // 拷贝构造
std::list<int> e = {1, 2, 3};      // 列表初始化（C++11）

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🚀 成员函数分类总览

✅ 容器状态

函数名	说明
empty()	判断是否为空
size()	返回元素数量
max_size()	返回容器可容纳的最大元素数量
clear()	清空所有元素
resize(n)	调整大小，若变大则用默认值补充
resize(n, val)	同上，指定补充值

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✅ 元素访问

函数名	说明
front()	返回第一个元素的引用
back()	返回最后一个元素的引用

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✅ 迭代器

函数名	说明
begin()	指向第一个元素的迭代器
end()	指向最后一个元素之后的位置
rbegin()	反向迭代器（从后向前）开始位置
rend()	反向迭代器的终点
cbegin()	const版本
cend()	const版本
crbegin()	const版本
crend()	const版本

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✅ 插入/删除操作

函数名	说明
push_front(val)	插入元素到头部
push_back(val)	插入元素到尾部
pop_front()	删除头部元素
pop_back()	删除尾部元素
insert(it, val)	在迭代器 it 位置插入 val
insert(it, n, val)	在 it 处插入 n 个 val
insert(it, first, last)	插入一个区间（[first, last)）
erase(it)	删除 it 处元素
erase(first, last)	删除区间元素
remove(val)	删除所有等于 val 的元素
remove_if(pred)	删除满足谓词 pred 的元素
clear()	清空所有元素
emplace(it, args...)	原地构造插入元素
emplace_front(args...)	原地构造插入到头部
emplace_back(args...)	原地构造插入到尾部

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✅ 排序与唯一化

函数名	说明
sort()	默认从小到大排序
sort(comp)	自定义排序
unique()	去除连续重复元素
reverse()	反转元素顺序
merge(list2)	合并两个已排序的list
merge(list2, comp)	使用自定义比较合并

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✅ 赋值与交换

函数名	说明
assign(n, val)	赋值 n 个 val
assign(first, last)	赋值区间元素
operator=	赋值运算符
swap(other)	与另一个 list 交换数据

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✅ splice 操作（转移元素）

函数名	说明
splice(pos, list2)	把 list2 的所有元素移动到 pos 前
splice(pos, list2, it)	把 list2 中的 it 元素移动到 pos 前
splice(pos, list2, first, last)	把 list2 的 [first,last) 区间移动到 pos 前

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🧪 示例

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

int main() {
    list<int> a = {1, 2, 3};
    a.push_front(0);           // 0 1 2 3
    a.push_back(4);            // 0 1 2 3 4

    auto it = a.begin();
    advance(it, 2);
    a.insert(it, 99);          // 0 1 99 2 3 4

    a.remove(99);              // 删除所有值为99的元素
    a.reverse();               // 反转列表

    for (int x : a) cout << x << " ";
    return 0;
}

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✅ list 特点总结

特性	是否支持
随机访问	❌ 不支持（不像 vector 能用 []）
快速插入删除	✅ O(1) 时间在任意位置
迭代器稳定性	✅ 删除/插入不会使其他迭代器失效
元素连续性	❌ 元素不连续（不像数组或 vector）
双向链表结构	✅ 是

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