C++ 容器 <forward_list>

C++ 标准库中的 <forward_list> 是一种容器,它提供了一种单向链表的数据结构。

与双向链表(std::list)不同,std::forward_list 只支持单向遍历。它适用于需要频繁进行前向遍历和插入、删除操作的场景。以下是对 std::forward_list 的详细说明:

单向链表

  • std::forward_list 是单向链表,只能从前往后遍历,不能反向遍历。
  • 由于其单向链表的结构,插入和删除操作在已知位置的情况下非常高效(O(1) 复杂度)。

低内存开销

  • std::list 相比,std::forward_list 只需要一个指向下一个节点的指针,节省了内存。

不支持随机访问

  • 不支持通过索引访问元素,不能使用 operator[]at 方法,只能通过迭代器进行访问。

语法

std::forward_list 是 C++ 标准库中的一个模板类,定义在 <forward_list> 头文件中。它使用模板参数 T 来指定存储在列表中的元素类型。

以下是 std::forward_list 的基本语法:

#include <forward_list>

std::forward_list<T> list;

构造函数

std::forward_list 提供了多种构造函数,包括:

  • 默认构造函数:创建一个空的 forward_list
  • 带初始值的构造函数:创建一个包含给定初始值的 forward_list
  • 带范围的构造函数:创建一个包含指定范围内元素的 forward_list

常用成员函数

  • void push_front(const T& value):在列表的前端插入一个元素。
  • void pop_front():移除列表前端的元素。
  • iterator before_begin():返回指向列表前端之前的迭代器。
  • iterator begin():返回指向列表前端的迭代器。
  • iterator end():返回指向列表末尾的迭代器。

实例

下面是一个使用 std::forward_list 的简单示例,包括创建列表、添加元素、遍历列表和输出结果。

实例

#include <iostream>
#include <forward_list>

int main() {
    // 创建一个空的 forward_list
    std::forward_list<int> fl;

    // 在列表前端添加元素
    fl.push_front(10);
    fl.push_front(20);
    fl.push_front(30);

    // 遍历 forward_list 并输出元素
    for (auto it = fl.begin(); it != fl.end(); ++it) {
        std::cout << *it << " ";
    }
    std::cout << std::endl;

    // 输出结果:30 20 10

    return 0;
}

当你运行上述代码时,你将看到以下输出:

30 20 10

std::forward_list 是 C++ 标准库中一个非常有用的容器,特别适合于需要在列表前端进行频繁插入和删除操作的场景。虽然它不支持随机访问,但在某些情况下,它的性能优势可以弥补这一不足。希望这篇文章能帮助初学者更好地理解和使用 std::forward_list