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详解C++ list容器底层存储结构

2023-07-09 09:45:36 深夜i -- --

C++ list容器底层存储结构双向链表迭代器

C++中的list容器是一种双向链表，可以动态地存储和操作数据。本文将详细介绍list容器的底层存储结构，包括链表节点和迭代器。

链表节点

list容器底层使用了双向链表来存储数据，每个节点包含了三个部分：数据部分、前向指针和后向指针。

首先，数据部分存储了list容器中存储的实际数据。该数据可以是任何类型，如int、float、double等。

其次，前向指针指向前一个节点。如果该节点位于链表的起始位置，则前向指针为NULL。

最后，后向指针指向后一个节点。如果该节点位于链表的结束位置，则后向指针为NULL。

在C++中，我们可以使用STL中的list类来创建一个链表。下面是一个创建一个存储int类型的链表的示例：


#include <iostream>
#include <list>
using namespace std;
int main()
{
  list<int> mylist; // 创建一个int类型的链表
  mylist.push_back(1); // 在链表末尾添加数据
  mylist.push_back(2);
  mylist.push_back(3);
  list<int>::iterator it = mylist.begin(); // 创建一个迭代器
  for(; it != mylist.end(); it++) { // 遍历链表并输出数据
    cout << *it << " ";
  }
  cout << endl;
  return 0;
}

迭代器

在C++的STL中，迭代器是操作容器中元素的主要方式之一。list容器也不例外。在list容器中，迭代器是一个指向链表节点的指针。

STL中定义了以下五种类型的迭代器：

1. 输入迭代器(input iterator)：支持一次读取操作，并支持++运算符，但不支持往后退。

2. 输出迭代器(output iterator)：支持一次写操作，并支持++运算符，但不支持往后退。

3. 前向迭代器(forward iterator)：支持一次读/写操作，并支持++运算符，但不支持往后退。

4. 双向迭代器(bidirectional iterator)：支持一次读/写操作，并支持++/--运算符，可以往前和往后遍历。

5. 随机访问迭代器(random access iterator)：支持一次读/写操作，并支持++, --, +=, -=, [], ==, !=, <, >, <=, >= 等运算符，可以进行随机访问。

在list容器中，只支持双向迭代器。我们可以通过list类的begin()和end()成员函数来分别获取链表的第一个节点和最后一个节点的迭代器。此外，我们还可以使用其他常用的方法来操作list容器，比如push_back()、push_front()、pop_back()、pop_front()、insert()、erase()等。

总结

C++中的list容器底层使用双向链表来存储数据。每个节点包含了数据部分、前向指针和后向指针。另外，list容器支持双向迭代器，可以通过迭代器对链表进行操作，比如遍历链表、插入/删除节点等。这些特点使得list容器成为C++中非常强大和灵活的容器之一，值得我们深入学习和了解。

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