C++ std::list 零基础完整教程

std::list 是双向链表容器，头文件：#include <list> 特点：

1. 双向链表，每个节点存数据 + 指向前、后节点的指针
2. 随机访问很差，不能用 list[下标]，不支持 []
3. 在中间插入、删除元素效率极高，不需要移动大量元素
4. 迭代器(iterator)不会因为插入删除失效（被删元素迭代器除外）
5. 元素不连续存放在内存，和 vector(连续数组)形成对比

⚠️重点：list 不能像数组一样用下标 lst[0] lst[1]！想要访问元素靠迭代器遍历。

常用成员函数表格

完整示例代码，逐行注释

#include <iostream>
#include <list>   // 使用std::list必须头文件
using namespace std;

int main()
{
    // 1.定义list容器，存储int类型数据
    list<int> lst1;          // 创建空的int链表
    list<int> lst2 = {10,20,30,40};  // 创建同时初始化4个元素

    // ============增加元素============
    lst1.push_back(100);   // 在链表【尾部】压入 100
    lst1.push_back(200);
    lst1.push_front(50);   // 在链表【头部】压入 50  → list特有高效操作
    lst1.push_front(10);
    // 现在 lst1:  10 , 50 , 100 , 200

    // ============获取头尾元素============
    cout << "链表第一个元素 front()：" << lst1.front() << endl; //10
    cout << "链表最后一个元素 back()：" << lst1.back() << endl; //200

    cout << "链表大小 size() = " << lst1.size() << endl;  //4
    cout << "是否为空 empty() = " << lst1.empty() << endl;//0(false)

    // ============迭代器 iterator 遍历list============
    // list不能用 []下标！！只能用迭代器遍历
    cout << "\n迭代器遍历lst1：" << endl;
    // list<int>::iterator 迭代器类型，相当于链表的"指针"
    for(list<int>::iterator it = lst1.begin(); it != lst1.end(); it++)
    {
        // *it 取出迭代器指向的数据
        cout << *it << "  ";
    }
    cout << endl;

    // C++11 范围for循环，更简单，推荐日常写
    cout << "范围for遍历：" << endl;
    for(int num : lst1)
    {
        cout << num << "  ";
    }
    cout << endl;

    // ============insert 在指定位置插入元素============
    // begin() 返回指向第一个元素的迭代器
    auto it = lst1.begin();  // auto自动推导类型，等价 list<int>::iterator
    it++;   // it向后移动一步，指向第二个元素（50）
    lst1.insert(it, 666);   // 在it位置前面插入666
    // 链表变成：10 , 666 , 50 , 100 , 200

    // ============erase 删除迭代器指向的元素============
    it = lst1.begin();
    it++;
    lst1.erase(it);  // 删除it指向的666
    // 链表回到：10 ,50 ,100 ,200

    // ============remove 删除所有等于某个值的元素【list独有】============
    lst1.push_back(50);
    lst1.push_back(50);
    // lst1: 10,50,100,200,50,50
    lst1.remove(50); // 删除全部值=50的元素
    // lst1:10,100,200

    // ============reverse() 反转链表============
    lst1.reverse();
    cout << "\nreverse反转之后：" << endl;
    for(int num : lst1) cout << num << " ";
    cout << endl;
    //输出：200 100 10

    // ============sort() list自带排序成员函数============
    lst1.sort(); // 默认从小到大升序
    cout << "sort排序后：" << endl;
    for(int num : lst1) cout << num << " ";
    cout << endl;
    //输出：10 100 200

    // ============merge合并两个有序list============
    list<int> la = {1,3,5};
    list<int> lb = {2,4,6};
    la.merge(lb); // lb全部合并进la，lb变为空链表
    cout << "\nmerge合并结果 la：" << endl;
    for(int x : la) cout << x << " ";
    cout << "   lb.size()=" << lb.size() << endl;

    // ============pop 删除头、尾元素============
    lst1.pop_front(); // 删除头部元素
    lst1.pop_back();  // 删除尾部元素

    // ============clear清空全部元素============
    lst1.clear();
    cout << "\nclear之后 size=" << lst1.size() << endl;

    return 0;
}

迭代器基础说明

lst.begin()   // 返回迭代器：指向链表第一个元素
lst.end()     // 返回迭代器：指向【最后一个元素的后面】，不是有效元素！

• it++：迭代器向后移动到下一个节点（list可以it++ it--双向移动）
• list迭代器不支持 it + 3 这种跳跃！不能直接跳几步，只能一步一步++/--

❌错误写法：it = lst.begin() + 2; list不允许！vector可以。 ✅正确：it++; it++;

list vs vector 对比（重点，考试、写代码必看）

使用场景选择：

1. 需要频繁在头部、中间插入删除 → 优先 list
2. 需要频繁按下标访问数据，尾部增删 → 优先 vector

常见坑点

1. ❌不能写 list<int> a; cout << a[0]; list没有下标运算符！编译报错
2. it + n 跳跃迭代器不能用于list，只能it++、it--一步移动
3. merge()合并前两个list最好预先有序；merge之后第二个list会变成空
4. remove(x) 直接删除所有等于x的元素，vector没有这个函数
5. end()是末尾后面，不是最后一个元素，循环条件一定写 it != lst.end()

小练习

1. 创建list，依次插入 1,2,3,4,5；头部插入0；尾部插入6；遍历输出
2. 删除所有等于3的元素，反转链表输出
3. 两个有序list做merge合并输出