STL学习记录（七）：Forward List

STL顺序容器Forward List

Forward List简介

Forward List容器在c++11标准之前是没有的，Forward List形如数据结构中的单链表结构，所有它的很多特点也由此决定。比如，在任意位置的插入与删除速度都很快，不支持元素的随机访问。与List容器相比因为是链表是单向的，所有在存储方面Forward List的效率更高。Forward List的常见操作如下：

迭代器

操作	说明
list.begin( )	返回list的第一个元素的单向迭代器
list.end( )	返回list的最后一个元素的单向迭代器
list.cbegin( )	返回list的第一个元素的const型单向迭代器
list.cend( )	返回list的最后一个元素的const型单向迭代器
list.before_begin( )	返回list第一个元素之前位置的单向迭代器
list.cbefore_begin( )	返回list第一个元素之前位置的const型单向迭代器

容量

操作	说明
list.empty( )	判断list是否为空
list.max_size( )	返回list的最大的容量

直接访问

操作	说明
list.front( )	返回第一个元素（不检查该元素是否存在）

赋值类

操作	说明
swap(list1,list2)	交换list1与list2 数据
list1.swap(list2)	交换list1与list中的所有数据
list.assign(n,elem)	将n个元素elem的拷贝赋值给list
list.assign(beg,end)	将[beg,end)范围内的元素赋值给list
list.assign({*x1,x2,……})	将初始化列表中的所有元素都赋值给list

修改类

操作	说明
list.clear( )	删除list中的所有元素
list.erase_after(pos)	删除位于pos的元素
list.erase_after(beg,end)	删除位于[beg,end)之间的元素
list.resize(num)	重置list的大小，若list变大则新增元素使用该元素默认构造函数构造
list.resize(num,elem)	重置list的大小，若list变大则新增元素使用elem 的拷贝
list.remove(val)	移除所有值为val的元素
list.remove_if(op)	移除listh中元素经过op后为true的所有元素
list.push_front(elem)	将elem加到list的前面
list.pop_front( )	移除list中的第一个元素（不是返回该值）
list.insert_after(pos,elem)	在pos之后插入elem的拷贝并返回该元素的位置
list,insert_after(pos,n,elem)	在pos之后插入n个elem的拷贝并返回第一个拷贝的位置（当n==0返回pos
list.insert_after(pos,beg,end)	将[beg,end)之间的元素插入到pos之后(当beg==end返回pos
list.emplace_after(pos,args…）	将用参数args…初始化的元素插入到pos之后并返回该元素的位置c++11
list.emplace_front(args…)	将用参数args…初始化的元素添加到list的开头（不返回任何值）c++11
list.insert_after(pos,{*x1,x2,…}*	将列表{*x1,x2,…}中所有元素的拷贝插入到*pos之后并返回第一个拷贝的位置（当为空时返回pos）c++11

特有的修改操作

操作	说明
list.unique( ）	移除所有连续的具有相同值的重复元素
list.unique(op	当元素的op操作为真时，移除所有连续的具有相同值的重复元素
list1.splice_after(pos,list2)	将list2中的所有元素移到list1的迭代器pos之后
list1.splice_after(pos,list2,pos2)	将list2迭代器Pos2所指元素移到list1迭代器pos之后
list1.splice_after（pos,list2,beg2,end2)	list2中位与[beg2,end2)的所有元素移到list的pos之后
list.sort( )	对所有元素进行排序采用符号 <
list.sort(op)	对所有元素进行排序采用符号 op
list1.merge(list2,op)	该操作必须保证list1与list2操作前有序，将list2中的所有元素移到list1中并保证依然有序
list1.merge(list2,op)	该操作必须保证list1与list2操作前有序，将list2中的所有元素移到list1中并保证依然有序，顺序由op操作符确定
list.reverse( )	将list中的所有元素逆序

需要注意的是迭代器中的before_begin( )和cbefore_begin( )，返回的迭代器位置是无效的，它所指元素是虚出来的，相当于数据结构课程中单链表虚构头节点。这样做是为了方便一些操作。若在算法中使用了该迭代器这会导致运行时错误，若引用该位置则导致未定义行为。

一些代码示例：

//特定位置插入元素方法1
#include<forward_list>
#include<iostream>
using namespace std;

int main()
{
forward_list<int> list = {1,2,4,5,6};

auto pre = list.before_begin();
for(auto pos=list.begin();pos!=list.end();++pos,++pre) {
if(*pos%4==0)
break;
}

list.insert_after(pre,3);

for(auto pos=list.begin();pos!=list.end();++pos)
cout<<*pos<<" ";
cout<<endl;
return 0;
}

//方法2
#include<forward_list>
#include<iterator>
#include<iostream>
using namespace std;

int main()
{
forward_list<int> list = {1,2,4,5,6};

auto pre = list.before_begin();
for(;next(pre)!=list.end();++pre) {
if(*next(pre)%4==0)
break;
}//next操作是从c++11开始为迭代器类型的自有，具体在后面介绍

list.insert_after(pre,3);

for(auto pos=list.begin();pos!=list.end();++pos)
cout<<*pos<<" ";
cout<<endl;
return 0;
}

程序的输出均为：
1 2 3 4 5 6

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

int main()
{
forward_list<int> list1={1,2,3,12,4,5};
forward_list<int> list2={10,11,13,14,15};

auto pre_12 = list1.before_begin();
for(auto pos_12=list1.begin();pos_12!=list1.end();++pos_12,++pre_12) {
if(*pos_12==12)
break;
}

auto pre_13 = list2.before_begin();
for(auto pos_13=list2.begin();pos_13!=list2.end();++pos_13,++pre_13) {
if(*pos_13==13)
break;
}

list1.splice_after(pre_13,list2,pre_12);

cout<<"list1: ";
for(auto pos=list1.begin();pos!=list1.end();++pos)
cout<<*pos<<" ";
cout<<endl;

cout<<"list: ";
for(auto pos=list2.begin();pos!=list2.end();++pos)
cout<<*pos<<" ";
cout<<endl;
return 0;

}

程序输出为：
list： 1 2 3 4 5
list： 10 11 12 13 14 15

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