List

Контейнер list представляет двухсвязный список. Для его использования необходимо подключить заголовочный файл list.

Создание списка:

1
2
3
4
5
6
7
std::list<int> list1; // пустой список
std::list<int> list2(5); // список list2 состоит из 5 чисел, каждый элемент имеет значение по умолчанию
std::list<int> list3(5, 2); // список list3 состоит из 5 чисел, каждое число равно 2
std::list<int> list4{ 1, 2, 4, 5 }; // список list4 состоит из чисел 1, 2, 4, 5
std::list<int> list5 = { 1, 2, 3, 5 }; // список list5 состоит из чисел 1, 2, 4, 5
std::list<int> list6(list4); // список list6 - копия списка list4
std::list<int> list7 = list4; // список list7 - копия списка list4
Получение элементов
В отличие от других контейнеров для типа list не определена операция обращения по индексу или функция at(), которая выполняет похожую задачу.

Тем не менее для контейнера list можно использовать функции front() и back(), которые возвращают соответственно первый и последний элементы.

Чтобы обратиться к элементам, которые находятся в середине (после первого и до последнего элементов), придется выполнять перебор элементов с помощью циклов или итераторов:

1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
#include <iostream>
#include <list>

int main()
{
std::list<int> numbers = { 1, 2, 3, 4, 5 };

int first = numbers.front(); // 1
int last = numbers.back(); // 5

// перебор в цикле
for (int n : numbers)
std::cout << n << "\t";
std::cout << std::endl;

// перебор с помощью итераторов
for (auto iter = numbers.begin(); iter != numbers.end(); iter++)
{
std::cout << *iter << "\t";
}
std::cout << std::endl;
return 0;
}
Размер списка
Для получения размера списка можно использовать функцию size():

1
2
std::list<int> numbers = { 1, 2, 3, 4, 5 };
int size = numbers.size(); // 5
Функция empty() позволяет узнать, пуст ли список. Если он пуст, то функция возвращает значение true, иначе возвращается значение false:

1
2
3
4
5
std::list<int> numbers = { 1, 2, 3, 4, 5 };
if (numbers.empty())
std::cout << "The list is empty" << std::endl;
else
std::cout << "The list is not empty" << std::endl;
С помощью функции resize() можно изменить размер списка. Эта функция имеет две формы:

resize(n): оставляет в списке n первых элементов. Если список содержит больше элементов, то он усекается до первых n элементов. Если размер списка меньше n, то добавляются недостающие элементы и инициализируются значением по умолчанию

resize(n, value): также оставляет в списке n первых элементов. Если размер списка меньше n, то добавляются недостающие элементы со значением value

Применение функции:

1
2
3
4
std::list<int> numbers = { 1, 2, 3, 4, 5, 6 };
numbers.resize(4); // оставляем первые четыре элемента - numbers = {1, 2, 3, 4}

numbers.resize(6, 8); // numbers = {1, 2, 3, 4, 8, 8}
Изменение элементов списка
Функция assign() позволяет заменить все элементы списка определенным набором. Она имеет следующие формы:

assign(il): заменяет содержимое контейнера элементами из списка инициализации il

assign(n, value): заменяет содержимое контейнера n элементами, которые имеют значение value

assign(begin, end): заменяет содержимое контейнера элементами из диапазона, на начало и конец которого указывают итераторы begin и end

Применение функции:

1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
std::list<int> numbers = { 1, 2, 3, 4, 5 };

numbers.assign({ 21, 22, 23, 24, 25 }); // numbers = { 21, 22, 23, 24, 25 }

numbers.assign(4, 3); // numbers = {3, 3, 3, 3}

std::list<int> values = { 6, 7, 8, 9, 10, 11 };
auto start = ++values.begin(); // итератор указывает на второй элемент из values
auto end = values.end();
numbers.assign(start, end); // numbers = { 7, 8, 9, 10, 11 }
Функция swap() обменивает значениями два списка:

1
2
3
4
5
std::list<int> list1 = { 1, 2, 3, 4, 5 };
std::list<int> list2 = { 6, 7, 8, 9};
list1.swap(list2);
// list1 = { 6, 7, 8, 9};
// list2 = { 1, 2, 3, 4, 5 };
Добавление элементов
Для добавления элементов в контейнер list применяется ряд функций.

push_back(val): добавляет значение val в конец списка

push_front(val): добавляет значение val в начало списка

emplace_back(val): добавляет значение val в конец списка

emplace_front(val): добавляет значение val в начало списка

emplace(pos, val): вставляет элемент val на позицию, на которую указывает итератор pos. Возвращает итератор на добавленный элемент

insert(pos, val): вставляет элемент val на позицию, на которую указывает итератор pos, аналогично функции emplace. Возвращает итератор на добавленный элемент

insert(pos, n, val): вставляет n элементов val начиная с позиции, на которую указывает итератор pos. Возвращает итератор на первый добавленный элемент. Если n = 0, то возвращается итератор pos.

insert(pos, begin, end): вставляет начиная с позиции, на которую указывает итератор pos, элементы из другого контейнера из диапазона между итераторами begin и end. Возвращает итератор на первый добавленный элемент. Если между итераторами begin и end нет элементов, то возвращается итератор pos.

insert(pos, values): вставляет список значений values начиная с позиции, на которую указывает итератор pos. Возвращает итератор на первый добавленный элемент. Если values не содержит элементов, то возвращается итератор pos.

Функции push_back(), push_front(), emplace_back() и emplace_front():

1
2
3
4
5
std::list<int> numbers = { 1, 2, 3, 4, 5 };
numbers.push_back(23); // { 1, 2, 3, 4, 5, 23 }
numbers.push_front(15); // { 15, 1, 2, 3, 4, 5, 23 }
numbers.emplace_back(24); // { 15, 1, 2, 3, 4, 5, 23, 24 }
numbers.emplace_front(14); // { 14, 15, 1, 2, 3, 4, 5, 23, 24 }
Добавление в середину списка с помощью функции emplace():

1
2
3
std::list<int> numbers = { 1, 2, 3, 4, 5 };
auto iter = ++numbers.cbegin(); // итератор указывает на второй элемент
numbers.emplace(iter, 8); // добавляем после первого элемента numbers = { 1, 8, 2, 3, 4, 5};
Добавление в середину списка с помощью функции insert():

1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
std::list<int> numbers1 = { 1, 2, 3, 4, 5 };
auto iter1 = numbers1.cbegin(); // итератор указывает на первый элемент
numbers1.insert(iter1, 0); // добавляем начало списка
//numbers1 = { 0, 1, 2, 3, 4, 5};

std::list<int> numbers2 = { 1, 2, 3, 4, 5 };
auto iter2 = numbers2.cbegin(); // итератор указывает на первый элемент
numbers2.insert(++iter2, 3, 4); // добавляем после первого элемента три четверки
//numbers2 = { 1, 4, 4, 4, 2, 3, 4, 5};

std::list<int> values = { 10, 20, 30, 40, 50 };
std::list<int> numbers3 = { 1, 2, 3, 4, 5 };
auto iter3 = numbers3.cbegin(); // итератор указывает на первый элемент
// добавляем в начало все элементы из values
numbers3.insert(iter3, values.begin(), values.end());
//numbers3 = { 10, 20, 30, 40, 50, 1, 2, 3, 4, 5};

std::list<int> numbers4 = { 1, 2, 3, 4, 5 };
auto iter4 = numbers4.cend(); // итератор указывает на позицию за последним элементом
// добавляем в конец список из трех элементов
numbers4.insert(iter4, { 21, 22, 23 });
//numbers4 = { 1, 2, 3, 4, 5, 21, 22, 23};
Удаление элементов
Для удаления элементов из контейнера list могут применяться следующие функции:

clear(p): удаляет все элементы

pop_back(): удаляет последний элемент

pop_front(): удаляет первый элемент

erase(p): удаляет элемент, на который указывает итератор p. Возвращает итератор на элемент, следующий после удаленного, или на конец контейнера, если удален последний элемент

erase(begin, end): удаляет элементы из диапазона, на начало и конец которого указывают итераторы begin и end. Возвращает итератор на элемент, следующий после последнего удаленного, или на конец контейнера, если удален последний элемент

Применение функций:

1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
std::list<int> numbers = { 1, 2, 3, 4, 5 };
numbers.pop_front(); // numbers = { 2, 3, 4, 5 }
numbers.pop_back(); // numbers = { 2, 3, 4 }
numbers.clear(); // numbers ={}

numbers = { 1, 2, 3, 4, 5 };
auto iter = numbers.cbegin(); // указатель на первый элемент
numbers.erase(iter); // удаляем первый элемент
// numbers = { 2, 4, 5, 6 }

numbers = { 1, 2, 3, 4, 5 };
auto begin = numbers.begin(); // указатель на первый элемент
auto end = numbers.end(); // указатель на последний элемент
numbers.erase(++begin, --end); // удаляем со второго элемента до последнего
//numbers = {1, 5}