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C++如何使用STL实现链表list高效操作

P粉602998670

发布： 2025-09-03 08:06:02

原创

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std::list是双向链表，支持O(1)插入删除（已知位置），不支持随机访问，应使用迭代器遍历，推荐emplace系列和splice操作以提升效率。

c++如何使用stl实现链表list高效操作

在C++中，使用STL的

std::list

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可以高效地实现链表操作。与手动实现链表相比，

std::list

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封装了底层细节，提供了一系列成员函数，支持快速的插入、删除和遍历，且保证在常数时间内完成插入和删除操作（不涉及内存拷贝）。

理解std::list的特点

std::list

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是双向链表（doubly-linked list），每个节点包含指向前一个和后一个节点的指针。这意味着：

支持高效的中间插入和删除，时间复杂度为 O(1)，前提是已知位置（迭代器）
不支持随机访问，访问元素需从头或尾遍历，时间复杂度为 O(n)
迭代器在插入/删除操作后，只要不指向被删除节点，通常仍有效

常用高效操作示例

以下是一些常见且高效的

std::list

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操作方式：

1. 插入操作

使用

push_back()

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、

push_front()

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和

insert()

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进行插入：

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```
list.push_back(x)
```
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：在尾部插入，O(1)
```
list.push_front(x)
```
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：在头部插入，O(1)
```
list.insert(it, x)
```
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：在迭代器位置插入，O(1)

2. 删除操作

使用

pop_back()

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、

pop_front()

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和

erase()

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删除元素：

```
list.pop_back()
```
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：删除尾元素，O(1)
```
list.pop_front()
```
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：删除头元素，O(1)
```
list.erase(it)
```
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：删除指定位置元素，O(1)

若要删除特定值，推荐使用

remove()

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：

list.remove(value)

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，它会删除所有等于value的元素。

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3. 遍历与访问

由于不支持下标访问，应使用迭代器遍历：

for (auto it = lst.begin(); it != lst.end(); ++it)

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for (const auto& x : lst)

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// 范围for循环更简洁

避免通过下标访问（如写一个循环+advance），否则效率极低。

4. 合并与拼接

std::list

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提供

splice()

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函数，可在常数时间内将另一个链表的部分或全部“剪切”过来：

```
lst1.splice(it, lst2)
```
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：将lst2所有元素插入到lst1的it位置
该操作不复制元素，仅修改指针，非常高效

性能优化建议

为了最大化

std::list

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的效率，注意以下几点：

尽量使用
```
emplace_back()
```
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或
```
emplace_front()
```
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代替
```
push_back()
```
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，避免临时对象构造
若需频繁查找后删除，考虑是否
```
std::vector
```
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或
```
std::deque
```
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更合适
对大量数据排序，使用
```
list.sort()
```
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而非
```
std::sort
```
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（后者要求随机访问迭代器）
清空链表用
```
clear()
```
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，或直接赋值
```
list = {}
```
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