一、list的介绍和使用

1. list的介绍

1. list是可以在常数范围内在任意位置进行插入和删除的序列式容器，并且该容器可以前后双向迭代。

2. list的底层是双向链表结构，双向链表中每个元素存储在互不相关的独立节点中，在节点中通过指针指向其前一个元素和后一个元素。

3. list与forward_list非常相似：最主要的不同在于forward_list是单链表，只能朝前迭代，已让其更简单高效。

4. 与其他的序列式容器相比(array，vector，deque)，list通常在任意位置进行插入、移除元素的执行效率更好。

5. 与其他序列式容器相比，list和forward_list最大的缺陷是不支持任意位置的随机访问，比如：要访问list的第6个元素，必须从已知的位置(比如头部或者尾部)迭代到该位置，在这段位置上迭代需要线性的时间开销；list还需要一些额外的空间，以保存每个节点的相关联信息(对于存储类型较小元素的大list来说这可能是一个重要的因素)

2. list的使用

2.1 list的构造

构造函数（ (constructor)）接口说明
list() ——构造空的list

list (size_type n, const value_type& val = value_type()) —— 构造的list中包含n个值为val的元素

list (const list& x) —— 拷贝构造函数

list (InputIterator first, InputIterator last) —— 用[first, last)区间中的元素构造list

2.2 list iterator的使用

函数声明 ——接口说明
begin +end——返回第一个元素的迭代器+返回最后一个元素下一个位置的迭代器

rbegin +rend——返回第一个元素的reverse_iterator,即end位置，返回最后一个元素下一个位置的reverse_iterator,即begin位置

1. begin与end为正向迭代器，对迭代器执行++操作，迭代器向后移动
2. rbegin(end)与rend(begin)为反向迭代器，对迭代器执行++操作，迭代器向前移动

2.3 list capacity

函数声明—— 接口说明
empty ——检测list是否为空，是返回true，否则返回false
size ——返回list中有效节点的个数

2.4 list element access

函数声明 —— 接口说明
front —— 返回list的第一个节点中值的引用
back —— 返回list的最后一个节点中值的引用

2.5 list modifiers

函数声明 —— 接口说明
push_front —— 在list首元素前插入值为val的元素
pop_front —— 删除list中第一个元素
push_back —— 在list尾部插入值为val的元素
pop_back —— 删除list中最后一个元素
insert —— 在list position 位置中插入值为val的元素
erase —— 删除list position位置的元素
swap —— 交换两个list中的元素
clear —— 清空list中的有效元素

2.6 list的迭代器失效

大家可将迭代器暂时理解成类似于指针，迭代器失效即迭代器所指向的节点的无效，即该节点被删除了。因为list的底层结构为带头结点的双向循环链表，因此在list中进行插入时是不会导致list的迭代器失效的，只有在删除时才会失效，并且失效的只是指向被删除节点的迭代器，其他迭代器不会受到影响。

二、list与vector的对比

vector的底层是动态顺序表，也就是一段连续的内存空间，所以能够支持随机访问，因此适合用来进行排序。但是其插入数据会造成扩容，并且删除元素会造成元素的移动，所以不适合频繁插入、删除的场景。

list的内存空间是可以不连续的双向链表，由于空间不连续所以不支持随机访问，但是其插入和删除操作效率很高，适合频繁插入、删除的场景。

vector在扩容和删除元素时会造成迭代器失效的问题，而list在删除时会造成迭代器失效的问题。